发动机水腔模拟冷却通道内过冷沸腾传热特性实验研究

摘要

对于现代发动机冷却系统而言,过冷沸腾传热是一种高效的换热机制,能够保证发动机热关键部件温度处于正常范围,同时还能优化发动机热管理策略,是实现精确冷却一项重要手段.但是,目前缺少关于发动机冷却通道内过冷沸腾传热的实验数据,特别是针对柴油机铸铁缸盖材料情形下的沸腾传热特性研究极度缺乏.为此,本文专门搭建一套实验台架用来模拟发动机鼻梁区冷却通道内的传热状况,采用与发动机缸盖相同的铸铁材料作为加热块,并且安装三块石英玻璃用来观察沸腾产生时气泡运动状态.实验过程对不同流速、不同入口温度和不同系统压力状况下的沸腾传热特性做了详细的实验研究,为真实发动机冷却水腔内沸腾传热预测提供了较为全面的实验数据;同时,三种不同类型的沸腾经验模型被用于当前实验数据的评估预测,最后提出了一个新的沸腾计算关联式,360组实验工况计算平均误差保持在6.47％以内.