柴油机进气防爆单位的计较流体动力学阐发 时候：2015-11-05来历：中国防爆网作者：阅读次数：548
跟着现代采矿手艺的成长，以柴油机为动力的井下无轨运输装备以其快捷、灵活矫捷、用人少、效力高的特点，利用愈来愈普遍1.因为煤矿井下工作情况的非凡性，作为井下无轨运输装备动力源的柴油机的进、排气口加设防爆单位。增添防爆单位固然起到了防爆的感化，但同时也增添了进、排气阻力，造成功率损掉、扭矩降落、油耗升高档一系列问题。为了设计出既能有用防爆又具有抱负的流体动力学特征的防爆单位，需要对柴油机防爆单位的流体动力学特征进行深切研究，为柴油机防爆单位的改良设计供给根据。对柴油机进、排气的流体动力学问题，以往需要经由过程年夜量实验获得的活动信息可以经由过程摹拟计较取得2-3.跟着计较流体动力学（ComputationalFluidDynamics，简称CFD）的成长，使得利用数值计较方式来摹拟柴油机进、排气的三维活动问题成为可能。
本文操纵Fluent软件对柴油机改良前、后的防爆单位进行了三维数值摹拟CFD阐发，并经由过程柴油机机能实验进行了验证。
1原布局防爆单位CFD摹拟1.1几何模子的描写和简化机防爆单位的三维实体模子，如所示。
建模的根基原则：在包管对数值计较成果足够切确的条件下，相对现实物理模子，使所建三维实体模子尽量简化4进气防爆单兀斟酌到现实布局的对称性，为减小模子范围，节流计较时候和所需存储空间，取模子整体布局的1/4进行阐发，鸿沟前提设为扭转对称鸿沟前提。
为防爆单位的1/4简化模子。
1.2有限元模子的成立为了提高求解精度，采取四边形/进气防爆单位的1/4简化模子和其网格模子六面体网格来对防爆单位的三维实体模Fig.型进行单位划分，选择单位长度为2mm.*后成立的有限元模子单位总数为2 489241.进气防爆单位有限元网格模子如所示。
1.3算法和鸿沟前提计较中假定防爆柴油机进气系统气体的活动为不成紧缩黏性流体在恒温前提下的不变湍流活动。求解采取有限体积隐式算法。活动模子采取尺度湍流模子5.计较中假定空气温度为恒温，其密度为1.1152kg/m3，尺度年夜气压下活动黏度v进口鸿沟前提设为压力进口，出口鸿沟前提设为压力出口，当有回流时，可以获得较好的收敛速度。
壁面鸿沟设为黏性活动中默许的无滑移鸿沟前提。此处计较所用的压力鸿沟前提采取防爆柴油机额定工作转速下的压力丈量值。
1.4计较成果阐发防爆单位摹拟计较用时16h，共迭代723步，成果收敛。在默许的环境下，能量方程的默许收敛判据是10-6，其他方程的收敛判据是10-3 6，收敛曲线如所示。
（a）为原防爆单位压力云图，由（a）可知，从进口到出口压力呈递减趋向散布。进口平均压力约为171.557kPa，出口平均压力约为158.886kPa，整段压力损掉约为12.672kPa.当气流碰到防爆单位隔片时，*高压力点位在防爆单位进气侧的中心部位，*高压力为176.279kPa.这是因为气流碰到隔片，畅通面积骤减，造成局部压力升高，使得中心比周边的压力高很多，造成了回流现象，致使能量损掉。是以改良防爆单位布局对减小活动损掉很成心义。
（b）为进气防爆单位速度云图，由（b）可知，整体上速度散布较为平均，进口平均流速为98.13m/s，出口平均流速为96.40m/s.渐扩管周边区域、进气中心区域流速较低。此中渐扩管周边区域流速较低是因为畅通截面逐步增年夜的渐扩管布局使得活动产生猛烈的紊流夹杂，鸿沟层自渐扩管管壁分手并由此发生强烈的涡流区；进气中心区域流速较低是因为此处因畅通截面忽然缩短，阻力增年夜，气流发生了回流。回流区域气体流速低在20m/s，申明原布局致使进气畅通特征较差。按照气流流速的仿真成果和畅通截面参数可求得，流经原布局防爆单位的质量流量为截面压力和截面速度云防爆单位的改良2.1改良原则和方式防爆单位的设计原则为在包管火焰熄灭的条件下使活动阻力*小。开云体育app是以，经由过程改变防爆单位片进、出口外形来改良防爆单位的布局设计，即经由过程改变渐扩管外形，来取得杰出的防爆结果和较低的阻力系数。
渐扩管的阻力系数与很多参数有关，首要有：分散角a、分散度n1=F1/F.、横截面外形、母线外形等。
连系现实环境并进行综合斟酌后，将进气防爆单位的分散角从本来的122*改成103*. 2.2改良前后计较成果的对照成立改良后的进气防爆单位的有限元模子，并施加进出口压力鸿沟前提，颠末14h计较，共迭代680步，成果收敛。
防爆单位的压力云图，由图可知，从进口到出口，压力也呈递减趋向散布。进口平均压力约177.079kPa，出口平均压力约165.602kPa，整段压力损掉约为到防爆单位隔片时，*高压力为178.502kPa，*高压力点位在防爆单位进气一侧的中心部位。与改良前防爆单位成果比拟，改良后的防爆单位的压力散布更加平均，防爆单位进口压力梯度转变较小。
（b）为进气防爆单位速度云图，由图可知，整体上速度散布比改良前较为平均，进口平均流速为（b）显示出防爆单位内部布局的具体速度散布环境。与原防爆单位对照，空气流速有所提高，活动散布也更加平均。改良后渐扩管速度散布较着比改良前平均。回防爆单位畅通特征进出口压差/kPa出口平均速度。-1）质量流量/
