氣缸蓋中兩相流沸騰換熱熱機耦合仿真分析

何聯(lián)格 左正興 向建華

摘要：基于汽液兩相流沸騰換熱的基本理論和計算方法，對某柴油機氣缸蓋與冷卻水腔組成的流固耦合傳熱系統(tǒng)進行了整場求解，得到了氣缸蓋的溫度場分布，并通過與氣缸蓋溫度場試驗結(jié)果對比分析，證明了計算模型的有效性。將溫度場結(jié)果施加于氣缸蓋、螺栓、機體所組成的熱機耦合系統(tǒng)中，對氣缸蓋進行了結(jié)構(gòu)強度計算，得到了氣缸蓋火力面熱機耦合應(yīng)力分布。采用試驗設(shè)計方法，將冷卻水進口溫度和速度作為輸入?yún)?shù)，對火力面應(yīng)力較大區(qū)域的最大等效應(yīng)力進行了響應(yīng)分析，結(jié)果表明：考慮汽液兩相流的沸騰換熱可以有效降低氣缸蓋火力面的最大熱機耦合應(yīng)力；火力面的最大應(yīng)力出現(xiàn)在噴油器座孔周圍；冷卻水進口溫度對火力面應(yīng)力較大區(qū)域的最大等效應(yīng)力的影響不可忽略。