基于CFD的柴油機(jī)氣缸套冷卻水空化特性數(shù)值分析_圖文

1、 2010 年 7 月 夏冬生等： 基于 CFD 的柴油機(jī)氣缸套冷卻水空化特性數(shù)值分析 · 373· 40 60 ， 當(dāng) 水 溫 在 55 左 右， 缸套壁空蝕嚴(yán) 1214 。選取 40 、 60 和 80 不同水溫對(duì)缸套冷 重 卻水流場(chǎng)進(jìn)行模擬， 研究水溫對(duì)空化特性的影響。 圖 7 為不同工作溫度下， 在最大振幅處壁面汽含率變化。 當(dāng)水溫由 60 降到 40 ， 缸套外壁面的最大振幅處 最高汽含率上升到 5 %， 最低汽含率降到 0 35 %。 當(dāng)溫 度升高到 80 ， 缸套外壁面的最大振幅處最高汽含率 顯著降低， 與 40 溫度相比， 其值降低 45 %左右， 最低 汽

2、含率上升到 1 1 %。80 溫度下流 場(chǎng) 內(nèi) 的 壓 差 減 小， 壓力變化穩(wěn)定， 汽含率波動(dòng)范圍相對(duì)較低， 這表明 12 這與文獻(xiàn) 中柴油 缸套壁面流場(chǎng)的空化程度下降， 機(jī)缸套冷卻水溫度對(duì)缸套壁空蝕影響的結(jié)果相一致 。 the Collapse of a Spherical Cavity J Philos Mag，1917 ， 34 （ 200 ） ： 9498 2 Chen H S，Li Y J，Chen D，et al Experimental and Numerical Investigations on Development of Cavitation Erosion Pits

3、on Solid SurfaceJ Tribology Letters， 2007 ， 26 （ 2 ） ： 153159 3 孫 冰，張會(huì)臣 基于 CFD 方法的超聲空化發(fā)生特性數(shù) J 潤(rùn)滑與密封， 2009 ， 34 （ 4 ） ： 5560 值分析 4 Szkodo M Mathematical Description and Evaluation of CaviJ Journal of Matetation Erosion Resistance of Materials rials Processing Technology， 2005 ， 164 /165 ： 16311636 5

4、羅 經(jīng)，李 J 健 基于 CFD 的水輪機(jī)氣蝕機(jī)制探討 2006 ， 31 （ 7 ） ： 102104 潤(rùn)滑與密封， 6 黃繼湯，田立言 液體粘性對(duì)空泡收縮及膨脹的影響 J 水利學(xué)報(bào)， 1988 ， 19 （ 12 ） ： 4145 7 黃景泉 空化起始條件的確定J 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)， 1989 （ 10 ） ： 165169 8 胡影影，朱克勤，席葆樹(shù) 固壁空蝕數(shù)值研究 J 應(yīng)用 2004 ， 21 （ 1 ） ： 2225 力學(xué)學(xué)報(bào)， 9 陳 J 上海師范大 劍 柴油機(jī)缸套穴蝕產(chǎn)生的機(jī)理 2000 ， 29 （ 1 ） ： 6369 學(xué)學(xué)報(bào)， 10 Dular M，Bachert B，St

5、offel B，et al Relationship Between Cavitation Structures and Cavitation Damage J 2004 ， 257 （ 11 ） ： 11761184 Wear， 圖7 Fig 7 a 壁面處汽含率隨時(shí)間變化 a wall with time 11 Bregliozzi G，Di S A，Ahmed S I U，et al Cavitation Wear Behaviour of Austenitic Stainless Steels with Different Grain Sizes J Wear， 2005 ， 258

6、（ 1 /4 ） ： 503510 12 王建旭 影響濕式缸套穴蝕的因素及對(duì)策J 柴油 2000 ， 22 （ 2 ） ： 4648 機(jī)， 13 王澤民，陶曉明，王明泉， 等 柴油機(jī)缸套穴蝕成因分 J 內(nèi)燃機(jī)， 2004 （ 2 ） ： 43析和提高抗穴蝕能力的措施 47 14 金躍波 船 用 柴 油 機(jī) 氣 缸 套 穴 蝕 的 成 因 及 預(yù) 防 措 施 J 中國(guó)修船， 2003 ， 16 （ 5 ） ： 2224 15 Singhal A K，Athavale M M，Li H Y，et al Mathematical Basis and Validation of Full Cavita

7、tion Model J Journal of Fluid Engineering， 2002 ， 124 （ 3 ） ： 617624 16 屈盛官，夏 偉，王 2004 ， 25 （ 4 ） ： 3235 17 Yakhot V，Orszag S A，Thangam S，et al Development of Turbulence Models for Shear Flows by a Double Expansion Technique J Phys Fluids A， 1992 ， 4 （ 7 ） ： 15101520 18 葉 J 武 偉，周軼塵 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套振動(dòng)特性分析 1985

8、 ， 9 （ 2 ） ： 17 漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 19 王義亮 多缸內(nèi)燃機(jī)缸套的振動(dòng)位移響應(yīng)分析 J 機(jī) 2009 （ 4 ） ： 14 械工程與自動(dòng)化， 穎， 等 高強(qiáng)化柴油機(jī)氣缸套周?chē)?內(nèi)燃機(jī)工程， 冷卻水流動(dòng)的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究J Variation of volume fraction of vapor on 3 結(jié) （ 1） 論 缸套壁的中上部區(qū)域， 即振幅較大區(qū)域， 高、 低壓差較大， 高壓達(dá)到 332 35 kPa， 低壓在水的飽 和蒸汽壓附近， 汽含率在 4 7 % 0 5 %劇烈變化， 此位 ， 置為空化主要區(qū)域 與柴油機(jī)缸套使用中發(fā)生空蝕的 主要部位的統(tǒng)計(jì)結(jié)果相一致。 缸套壁振動(dòng)頻率和振幅分別增大 30 %， 壁 面最大振幅處壓力峰值分別增加 50 %和 10 %。 冷卻水 溫度為 40 ， 壁面的最大振幅壁面處最高汽含率達(dá)到 5 %， 最低汽含率為 0 35 %。 隨著溫度升高到 80 ， 此 處汽含率峰值降低約 45 %， 最低汽含率上升到 1 1 %。 缸套壁振動(dòng)的速率和加速度是影響流