船用柴油機(jī)換氣流動(dòng)相似性研究.pdf

1、船用柴油機(jī)由于其功率范圍大、效率高、能耗低以及使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在民用船舶和艦艇動(dòng)力裝置中逐漸占據(jù)了支配地位。在船用柴油機(jī)的工作過(guò)程中，換氣過(guò)程直接影響混合氣的形成和燃燒過(guò)程。由于船用柴油機(jī)體積大，制造試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)與成本高，不易進(jìn)行對(duì)換氣過(guò)程的優(yōu)化及設(shè)計(jì)研究。因此，本文擬利用相似原理，通過(guò)對(duì)原始尺寸換氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行等比例縮小，研究原始模型與縮小模型之間相關(guān)參數(shù)的相似關(guān)系。研究對(duì)象包括四沖程和二沖程船用柴油機(jī)，分別使用氣道穩(wěn)流試驗(yàn)和大渦模擬的

2、方法進(jìn)行流動(dòng)相似性研究。
　　對(duì)于四沖程柴油機(jī)換氣流動(dòng)相似性研究，根據(jù)相似性理論，分別進(jìn)行了原始尺寸和縮小2倍尺寸的氣道芯盒流動(dòng)試驗(yàn)。以氣道性能評(píng)估最重要的流量系數(shù)和渦流強(qiáng)度兩個(gè)參數(shù)作為相似驗(yàn)證對(duì)象。結(jié)果表明在滿(mǎn)足Re相似準(zhǔn)則的條件下，兩個(gè)模型進(jìn)、排氣道的流量系數(shù)變化曲線基本一致，平均流量系數(shù)偏差分別為2.7％和2.5％;進(jìn)氣渦流強(qiáng)度總體趨勢(shì)一致，平均渦流比偏差僅為0.084?？紤]到氣道試驗(yàn)臺(tái)流量系數(shù)測(cè)試精度±1.5％、渦流比±0

3、.05的測(cè)試精度，說(shuō)明兩個(gè)模型的進(jìn)、排氣流動(dòng)是相似的。在滿(mǎn)足雷諾相似性準(zhǔn)則前提下，四沖程船用柴油機(jī)縮小尺寸模型可以替代原始模型進(jìn)行試驗(yàn)研究。
　　對(duì)于二沖程柴油機(jī)掃氣流動(dòng)相似性研究，本文以丹麥科技大學(xué)的二沖程直流掃氣光學(xué)試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)比數(shù)據(jù)，通過(guò)大渦模擬方法進(jìn)行流動(dòng)相似性研究?；趯?shí)驗(yàn)值，對(duì)大渦模擬方法進(jìn)行了的標(biāo)定。在滿(mǎn)足雷諾相似準(zhǔn)則條件下，又進(jìn)行了縮小模型氣流運(yùn)動(dòng)特性的數(shù)值模擬分析，對(duì)比縮小和原始模型模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):兩者