基于CFD技術(shù)的中冷器性能優(yōu)化研究.pdf

1、分類號——UDC——密級——學(xué)校代碼!Q壘窆Z學(xué)位論文武屬程歹大薯中文題目基士g嬰墊盔鮑主金墨：邕絲垡垡盟寶英文題目一ResearchofPerformanceOptimizationonIntemooler—BasedonCFD研究生姓名呈連笪姓名堡叢至職稱整撞學(xué)位盛指導(dǎo)教師單位名稱盍墊墨王盤堂漁圭堂瞳郵編壘3QQ2Q申請學(xué)位級別王堂亟學(xué)科專業(yè)名稱盈左墊遮盈三猩論文提交日期2Q131Q5論文答辯日期學(xué)位授予單位盛婆墨墨盤堂學(xué)位授予日期

2、答辯委員會主席乏壅』I茲一評閱人2013年5月201305摘要隨著汽車工業(yè)己經(jīng)發(fā)展到比較完善的程度，由于非再生能源的緊缺、環(huán)境污染的日益嚴(yán)重以及人們生活水平的提高，人們越來越關(guān)注汽車尾氣污染等排放問題，不再僅僅滿足于汽車動力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能的提高，同時國家對汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也越來越嚴(yán)格，發(fā)動機(jī)排放性能已經(jīng)成為汽車設(shè)計中一個重要指標(biāo)。增壓中冷系統(tǒng)不僅可以提高發(fā)動機(jī)功率，還能夠顯著地降低污染物，對于改善和優(yōu)化發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放

3、性能具有重要的意義。首先，本文在分析中冷器性能的過程中確定以壓降作為其流動性能的評價指標(biāo)；以換熱系數(shù)作為其換熱性能的評價指標(biāo)。利用UG軟件建立中冷器計算域模型，并簡化處理；應(yīng)用Gambit和ICEM劃分網(wǎng)格；利用實(shí)驗(yàn)獲取中冷器邊界條件，采用Fluent數(shù)值計算的方法進(jìn)行計算分析。獲得中冷器散熱芯體原模型的壓降值為9326kPa，其散熱量為16058kW：百葉窗翅片原模型的壓降值為447291Pa，散熱量為28446W。通過Tecplot

4、的后處理，研究中冷器結(jié)構(gòu)流場的流動、換熱性能特征，發(fā)現(xiàn)其性能還具有提升空間。其次，進(jìn)行中冷器臺架實(shí)驗(yàn)，將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，對比結(jié)果表明：在壓降方面，仿真計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差為847％；在散熱量方面，其誤差為727％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果很好吻合，驗(yàn)證了CFD仿真計算的可行性。最后，本文建立中冷器散熱芯體和百葉窗翅片的優(yōu)化模型，對優(yōu)化后的各個方案模型采用相似的方法進(jìn)行CFD計算，得到不同結(jié)構(gòu)參數(shù)、不同進(jìn)氣流量下中冷器芯體和百葉窗

5、翅片的計算域的溫度場和壓力場，進(jìn)而研究其傳熱和流動性能。在對中冷器散熱芯體優(yōu)化后，結(jié)果表明：增大中冷器排氣管道的直徑，其換熱系數(shù)變化不是很明顯，但芯體內(nèi)部的壓降降低2142％；降低中冷器的進(jìn)氣流量，其換熱系數(shù)降低最大降幅為1337％，但芯體內(nèi)部的壓降也最大減小2485％。對百葉窗翅片進(jìn)行優(yōu)化后，結(jié)果表明：減小百葉窗的角度，其翅片的換熱系數(shù)降低了211％，但壓降的最大減小幅度為3190％；增加百葉窗翅片的間距，換熱系數(shù)減小1224％，而冷