用于冷库发电单元的柴油发动机是重型，重型V型柴油发动机。于平台发动机的优化和现代化，对发动机结构进行了一些结构修改：保证发动机运行的可靠性，热负荷下的排气歧管阻力必须检查和分析高温。用模拟技术使用发动机性能，流量，传热和热应力的物理计算的多个过程来计算排气歧管。评估过程中，排气歧管大部分区域的热应力小于屈服强度，这符合技术要求，但肋条区域存在局部应力集中。固后，建议消除肋骨。键词：排气歧管，热应力，V型柴油机中图分类号：U467文献标识码：B文章编号：1671-7988（2018）18-123-04模拟和分析d-collector的热应力柴油机排气发电机王军，刘培勇，王兴国摘要：所研究的柴油机，用作发电厂的发电机，是一种V形，大排量的重型柴油机。于发动机的优化和现代化，结构有了改进：为了确保发动机的可靠性，有必要在高温负荷下检查和分析排气歧管的阻力。拟技术用于排气歧管分析，模拟涉及多个物理过程。如发动机性能，流量，传热和应力 - 应变。
在发动机工作过程中承受交变热负荷和振动负荷。由于排气歧管结构的设计不合理，排气歧管的局部温度会过高，导致排气歧管变形和过热应力，从而导致故障如漏气和裂缝，发动机将无法正常运转[1]。于在标称发动机运行条件下的高热负荷，对应于排气歧管的工作环境相对严重，因此选择标称工作条件用于模拟分析和建立相应的仿真模型。分析涉及一维热力学计算，三维CFD计算，传热计算和有限元计算[2]。CFD计算的边界条件通过一维热力学计算获得，例如流体，温度和歧管入口和出口压力的瞬态数据。CFD计算壁面附近的流体的温度和传热系数，这为计算固体表面的温度提供了限制。后，将固体区域的温度分布与有限元模型匹配，并进行热应力的计算（分析流程如图1所示）。CFD计算和排气收集器分析由于排气歧管中的流量是一个瞬态过程，其内部压力和温度波动很大。态计算方法不能准确地描述排气歧管的加热状态。态计算温度和传热系数。态计算过程总共持续三个电动机循环，发动机的曲轴角度为2160°。算步骤对应于1°的曲轴角度，内部节距的数量为30.前两个循环确保计算的收敛，第三个循环确保稳定的计算。格使用3D建模软件获取排气歧管的几何形状，然后导入流体模拟软件。测并修复初始曲面网格以避免网格问题，例如自由边，多边和多焦点。及网格不同区域的命名和限制类型定义。先，执行表面网格的重建并生成体网格。网采用多面体网格，多面体网格具有精度高，计算速度快，调整好的优点。
格在0.5和6mm之间，该分析是具有大雷诺数的可压缩粘性流，需要生成边界层网格并且限定两个厚度为0.8的边界层。米。外，为了便于收敛计算，输入和输出限制扩展了10层（每层厚度为4毫米），网格总数约为180，000。质量流量和温度限制的每个输入处指示限制和物理参数，并且为压力和温度限制设置输出位置。
图表明，由于流动特性，无论传热系数或热交换温度如何，集热器收集值都高于输入值。避过程。歧管的收集点，清洗高温废气，当关闭相应的排气阀时，每根支管的流量大大减少，因此转移系数热量和温度都很低。气收集器固体区域温度场的计算计算通过CFD计算排气歧管中的流场获得的传热系数和传热温度分布作为条件。于计算歧管固体区域的温度场的热限制。部环境的热限制设定为恒定值，温度为400K，对流传热系数为10W？ M-1？ K-1。接到电动机轭的法兰表面设定为525K的固定温度值，连接到涡轮机的法兰表面设定为绝热极限，并且接头表面被认为处于热平衡状态。体材料的物理性质示于表2中。气歧管的固体区温度的分布如图4所示计算。体区域的温度分布与流体区域的分布相容。气收集器热应力计算创建计算模型图10是计算热应力的几何图，包括排气歧管，虚拟气缸盖，垫圈，螺柱，螺栓和螺母。
气歧管的入口连接到汽缸盖，出口连接到涡轮机壳体，从而对虚拟汽缸盖和两个出口施加位移约束。11示出了利用大约266万个节点和大约160万个单元建立的有限元网格模型。
义排气歧管的物理特性，如表2所示。前计算的固态温度映射到有限元网格，冷库安装用于分析排气歧管的热应力和热变形。2排气收集器硬件属性计算结果图12显示了排气歧管的热应力分布，而图13显示了肋区域中的局部应力集中。算结果表明，排气歧管大部分区域的热应力小于250 MPa（材料的屈服极限），这符合技术要求。而，存在应力集中高于集电器肋的水平处的材料弹性极限的现象。主要是由于海岸的结构特征：建议消除海岸并改善局部应力的集中。论仿真模拟技术可用于观察排气歧管的流动和传热以及固体材料的热应力分布，也可以对结构和结构合理性的评价起决定性作用。化排气歧管。
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