防爆柴油机活塞的热载荷响应特性研究

• 作者: 胡雪芳 陈肖媛
• 来源期刊: 液压与气动
• 学科: 工学
• 关键词: 防爆柴油机 活塞 传热 CFD 热机耦合 两相流
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 综合应用
• 页码范围: 99-104
• 页数: 6页
• 分类号: TH137|TH113
• 语种: 中文
• DOI: 10.11832/j.issn.1000-4858.2021.01.015

摘要

为提升矿用防爆柴油机的换热能力,提出水冷代替油冷方案,对燃烧室内活塞的热载荷响应特性进行了研究与分析.基于CFD方法,建立活塞冷却腔内的气液两相流模型,选用SSTk-ω湍流模型,结合VOF模型和Level Set模型得出不同曲轴转角下的液相比例和对流换热系数变化规律,分析了冷却腔结构对传热效果的影响.构建活塞热机耦合模型,计算了极限条件下活塞的热应力和热变形.研究结果表明:冷却腔内的液相比例并非决定换热效率的唯一要素,液相的振荡作用可显著增大对流换热系数;活塞头部的薄壁变形主要受热载荷影响,受腔内压力和惯性力的影响较小.