K29T柴油发动机主要用于发电厂的冷库。是一种重型V型重排柴油发动机。于平台发动机的优化和现代化，对发动机结构进行了结构修改。保证发动机的冷却性能，必须检查冷却水套结构的合理性。用CFD模拟技术计算了水套的内部流场，得到了水套的流速，传热系数和压力分布。评估期间，发动机水套的结构是合理的并且满足冷却要求，但是可以进行优化。
　　于局部结构优化，总压降降低了30.8％，降低了能耗。键词：冷却水套; CFD; V型柴油发动机中图编号：U467文件编号：B部件号：1671-7988（2018）18-108-04 V型柴油机水闸的模拟和分析命名为K29C'用于刘培勇发电机组的王军，陈刚概述：K29T柴油机主要用于发电机组，是一种V形，大流量的重型柴油机。了保证发动机的冷却性能，有必要检查冷却水套结构的合理性。用CFD模拟技术计算内部水流场，得到水套的传热系数和压力分布，使夹套结构得以实现。动机水满足冷却要求，但仍有优化空间...）18-108-04前言柴油发动机具有热效率高的优点'具有高扭矩，广泛应用于各种设备和动力机械，特别是工程机械领域。着柴油技术的不断发展，对其冷却系统的研究从未中断过。

　　为冷却系统的重要组成部分，冷却水套一直是发动机设计的主题，其结构的合理性直接决定了发动机的耐久性，经济性和排放水平。却水套的研究方法主要包括两种方法：试验试验和模拟计算。于冷却水套的复杂结构和机器气缸盖的内部，很难详细观察水套流动的分布。此，通过测试方法对水套的研究具有一定的局限和缺点，并且具有成本高和长时间的缺点。着数字仿真技术的快速发展，CFD（数字流体动力学）技术已成为研究流动问题的主要手段。其应用于冷却水套的研究可以带来极大的方便，经过多年的工业工程验证，仿真结果可靠，已成为设计中不可或缺的辅助工具。燃机[1-3]。算模型的创建水套的几何形状发动机配有12个以V排列的气缸。右结构完全相同，足以选择横向水套进行分析，如图所示。1.冷却剂回路来自供水管中水套的入口。水管将冷却剂分配在每个缸体中。到集水管，最后离开水套的出口。沉油冷却器后冷却液进入冷却水套，冷库安装水套的入口是油冷却器的出口。旦网格使用3D建模软件获得水套的几何形状，就导入流体模拟软件。
　　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。格的大小介于0.5毫米和6毫米之间。供两个边界层，其厚度为1.5mm。较高的热负荷和结构陡峭的位置设置较小的网格尺寸，在非关键区域设置较大的网格尺寸。套的网格图如图3所示。网格数约为170万。界条件和物理参数将水套的入口定义为质量流量限制，水套的出口定义为静压限制，其他条件定义为墙。口流速设定为474.7L / min，出口静压设定为2.15bar。值来自冷却系统的一维计算结果。温定义为不同的墙面积：水管的壁温为100°C，气缸的壁温为100°C，气缸盖的壁温为120° C，集水管的壁温为95℃，水套的进水温度设定为88℃。却剂由50％的混合物组成水和50％乙二醇。合物的物理性质如表1所示。算模拟结果和分析以获得分布在每个气缸中的冷却剂的流速，如表2所示。
　　算结果表明，冷却剂流量从第一气缸逐渐减小到第六气缸，并且第六气缸的流量最低。是因为水套位于第一个气缸的出口处。于第六气缸的流量最低，因此相对容易产生冷却风险，因此主要分析第六气缸的冷却。
　　果具有最低流量的第六个气缸满足冷却要求，则认为整个水套满足冷却要求。缸体的水套如图4所示。是气缸水套附近壁面速度的分布。清晰地观察气缸的分布情况流动，圆筒的两侧都列出。旦冷却剂通过水管进入气缸，它就会在两侧向上流动，冷库安装然后通过四个水孔进入气缸盖。

　　据流速分布图，气缸水套上侧的流速较高，上部内壁的流速达到水平。1米/秒。据工程经验，该流量可以满足气缸的冷却要求。缸的流速分布在上部通常较高而在下部较低。种分布是合理的，因为气缸的热负荷在上部和下部也很低。冷却剂入口的相对侧的下部存在低流动面积，但是该区域中的热负荷也低，因此在此不需要对其进行优化。图5所示，气缸水套附近的壁的传热系数的分布也表示在气缸的两侧。热系数与流速正相关，流速越高，传热系数越高。布图显示，除了冷却剂入口附近之外，传热系数在上部也较高，并且上部内部附近的传热系数较高。6000 w / m ^ 2-k。据工程经验，这种传热系数水平可以满足气缸的冷却要求。
　　热系数的全局分布规律与流速相似，上部大于下部，这对应于热负荷的分布。缸的上部承受高热负荷。了仔细观察气缸这部分的流速分布，根据护套的上端，截面在三个不同的距离上进行。图1所示，汽缸水的数量。6.在Y = 0.03 m处，流速通常很高，为1 m / s，可满足传热要求。于Y = 0.012m的横截面积相对较宽，因此流速降低但仍保持在合理的范围内。Y部分= 0.05米附近的热负荷较低，流速相对较低，但仍保持在0.5米/秒的水平，以确保热交换。于三个部分处的流速分布，已知排气侧流速高于吸气侧的流速，这对应于热负荷的分布。

　　缸盖的水套如图7所示，它显示了气缸盖水套附近的壁速度分布。据气缸盖下表面上的流速分布，前甲板区域附近的流速为1 m / s，可满足传热要求。且排气阀附近的流速大于进气阀的流速，这对应于热负荷的分布。水孔的分配位置表明在鼻梁区域的末端有一个水孔，从圆筒流出的冷却液可以直接冲入该区域从鼻梁，从而确保这里的热交换。据气缸盖侧的流量分布，排气侧略大于吸气侧，分布合理。8是气缸盖水套附近壁的传热系数分布图，鼻束区域的传热系数为10，000 w / m 2 2-k，满足热交换的要求。据气缸盖水套底部和侧面的传热系数分布，排气侧的传热系数大于进气侧的传热系数。配是合理的。套的压力分布图9显示了水套总压力的分布。冷却剂流过复杂空间时，有必要克服沿路径的损失和失去调节总压力从水套出口逐渐增加到入口。[4]。
　　10显示了不同部件的总压力损失分布，以及水套入口和出口之间的压差为0.78巴，总压降为水衬衫。据工程师的经验，该值在合理范围内。力损失最大的部分位于上水孔和气缸盖之间以及集水管的连接孔，即螺栓部分，然后是气缸体。他房间也有一定比例的压力损失，如配水管和水回收管，但这部分的压力损失不利于发动机的冷却，但是消耗发动机的动力并且可以适当地优化。图11中可以看出，在集水管和气缸盖之间的连接位置处以及在集水管和块之间的连接位置处存在显着的分压降。缸，由节流区域太小而不能节流。以优化该位置以增加流动面积以改善发动机冷却能力和动力损失。构优化为了进一步优化水套的结构，可以优化水套的局部结构，如图12所示。动气缸盖和气缸盖之间的连接孔集水管到发动机后部，增加流通面积。水管和气缸的直径从原来的22mm增加到24mm，增加流通面积。化后的结构位于气缸盖气缸盖和水套的周边，原水套的流速分布不变，气缸体的冷却水平水套不受影响，因为水套的总流量是恒定的。过计算，经过结构改进，水套的总压降为0.54 bar，比0.78之前的优化小30.8％，大大减少了水的消耗。自泵的能量和提高发动机的经济性。论流体动力学模拟技术可用于详细观察水套的流速，传热系数和压力分布，为水流提供有力支撑。

　　价和优化水套结构的合理性。缸体水套临界热负荷区和气缸盖水套附近的壁面流速为1 m / s，对流换热系数为1 m / s达到6，000 W /平方公尺-K-10000 W /平方公尺-K或更高。需求。给定的冷却剂流量下，水套的总压降在合理的范围内，但在部分结构优化后，总水头损失减少了30.8％，这改善了失去发动机功率。
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