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1、第53卷第10期農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程2015年10月Vol．5第533卷第No．1010期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGOctober2015doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．10．005活塞振蕩冷卻流動傳熱特性的研究12221吳倩文,龐銘,解志民,胡定云,胡玉平(1.250061山東省濟(jì)南市山東大學(xué)能源與動力工程學(xué)院；2.300400天津市中國北方發(fā)動機(jī)研究所）［摘要］應(yīng)用CFD動網(wǎng)格技術(shù)和VOF多相流模型，對活塞內(nèi)冷油腔振蕩冷卻進(jìn)行了數(shù)值
2、模擬研究，揭示了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻噴嘴的噴油量對振蕩冷卻流動與傳熱特性的影響規(guī)律，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果為活塞的溫度場計(jì)算提供了第三類邊界條件，從而進(jìn)一步研究了轉(zhuǎn)速和噴油量對活塞溫度場的直接影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：相同噴油量下，機(jī)油填充率隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而下降，平均換熱系數(shù)反而略有增大，活塞溫度變化較小;相同轉(zhuǎn)速下，機(jī)油填充率隨著噴油量增加迅速增大，換熱系數(shù)隨之增大，活塞溫度明顯降低。［關(guān)鍵詞］活塞；振蕩冷卻；傳熱；溫度場［中圖分類號］TK402［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A［文章編號］1673-3142(2015)10-0017-06The
3、SimulationStudyofFlowandHeatTransferCharacteristicsinPistonOscillatingCoolingSystemWuQianwen1，PangMing2，XieZhimin2，HuDingyun2，HuYuping1（1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，ShandongUniversity，JinanCity，ShandongProvince250061，China；2．ChinaNorthEngineResearchInstitut
4、e，Tianjin300400，China）［Abstract］AnumericalsimulationaboutoscillationcoolinginpistonwasconductedbyusingCFDdynamicmeshmethodandvolumeoffluid（VOF）model．Itrevealedtheflowandheattransfercharacteristicsofcoolingchangewithenginespeedandinjectionquantity．Accordingtothecal
5、culatedresults，thethirdkindboundaryconditionwasprovidedforthepistontemperaturefieldcalculation，andthedirecteffectsofpistonontemperaturefielddistributionwasobtained．Theresultsshowedthattheoilfillratiodecreasedwiththeriseofspeed，buttheaverageheattransfercoefficientw
6、asincreasedslightly，thepistontemperaturehadlesschange；theoilfillratiorapidlyincreasedwiththeriseofinjectionquantity，theaverageheattransfercoefficientwasalsoincreased，andthepistontemperaturewasdecreasedobviously．［Keywords］piston；oscillatingcooling；heattransfer；ther
7、malfield0引言數(shù)值模擬計(jì)算，為活塞溫度場的計(jì)算提供更為準(zhǔn)[2]確的第三類熱邊界條件具有重要意義。早前，國隨著柴油機(jī)的不斷強(qiáng)化，活塞的熱負(fù)荷越來[3]外JinfengPan等人對內(nèi)冷油腔中的振蕩傳熱進(jìn)越高，為了使活塞保持較高的強(qiáng)度，振蕩傳熱作為行了CFD數(shù)值分析，得到了冷卻油腔內(nèi)機(jī)油填充一種非常高效的強(qiáng)化傳熱方式，在高熱負(fù)荷柴油率、換熱系數(shù)等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速、冷卻油流量的變化規(guī)機(jī)活塞中得到廣泛應(yīng)用。振蕩傳熱是指冷卻空腔[4]律。YongYi等人利用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的內(nèi)部分充滿冷卻介質(zhì)，由于空腔的往復(fù)運(yùn)動，冷卻方法驗(yàn)證了
8、內(nèi)冷油腔的振蕩傳熱數(shù)值模型的準(zhǔn)確介質(zhì)在空腔內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩，以至冷卻介質(zhì)與[5-7]性。國內(nèi)，北京理工大學(xué)曹元福、張衛(wèi)正等人也空腔壁面之間的相對速度較大，容易形成紊流，從應(yīng)用CFD數(shù)值模擬方法對內(nèi)冷油腔的流動和傳[1]而極大地強(qiáng)化傳熱。熱特性做出了相應(yīng)的研究。然而這些研究并沒有活塞冷卻油腔壁面的換熱系數(shù)
