相继增压控制阀流动特性研究

摘要

在相继增压系统中，控制阀是相继增压控制系统的关键部件。选择合适的阀门，是保证相继增压正常工作的前提。相继增压控制阀选型在我国尚无标准可循，本文对相继增压控制阀的控制要求作了分析，结合相继增压的特殊工作环境提出了阀门选型要求，并且进行了阀门种类选择。对相继增压控制阀口径选择计算方法进行了研究，并对某型相继增压柴油机的系统控制阀进行了阀门口径计算。 本文利用FLUENT软件分别建立了相继增压系统燃气阀、空气阀和旁通阀内部流道及其阀门安装管道的三维模型，并且采用κ—ε湍流数学模型和SIMPLE算法进行了三维稳态流场的计算分析，得到不同类型和不同口径的阀门安装在进排气管中的稳态流场分布。对计算结果进行后处理，得出总压恢复曲线、湍流动能变化曲线和总压损失曲线，通过分析计算结果进行了相继增压控制阀方案的选择，验证相继增压控制阀口径计算方法。 燃气阀开启瞬间排气管内压力变化剧烈，易导致受控增压器与非受控增压器的流量不平衡，引起增压器喘振。本文应用流场数值模拟的方法，对阀门开启瞬间的排气管模型进行了瞬态流场计算分析，取得了与相关文献相近的结果，为管道系统的设计、改进及优化提供了依据，为今后进一步研究打下了基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2相继增压系统研究的发展状况

1.3相继增压原理及相继增压控制阀的发展和现状

1.4本文所做的工作

第2章相继增压控制阀选型

2.1相继增压控制阀的阀门类型

2.2蝶阀简介

2.2.1蝶阀概述

2.2.2蝶阀的结构形式

2.3阀门口径的选择

2.3.1流量系数

2.3.2流量系数计算公式的改进

2.3.3相继增压控制阀口径计算方法

2.4本章小结

第3章计算模型和计算方法

3.1湍流理论

3.2控制方程

3.2.1连续方程

3.2.2运动方程

3.2.3能量守恒方程

3.2.4状态方程

3.2.5湍流数学模型

3.3网格的生成

3.3.1网格生成概述

3.3.2混合网格生成

3.4控制方程的离散

3.5计算方法

3.5.1稳态计算中的SIMPLE算法

3.5.2瞬态计算中的SIMPLE算法

3.6本章小结

第4章阀门内部流道稳态流动计算

4.1前言

4.2网格划分

4.3燃气阀稳态流场计算

4.3.1额定转速工况峰值参数为边界条件的流场分析

4.3.2柴油机不同转速下燃气阀的流场计算

4.3.3计算结果分析

4.4燃气阀选型试验设计

4.4.1试验台改造

4.4.2参数的测量及数据处理方法

4.5空气阀流动阻力计算

4.6可调节旁通阀稳态流场计算

4.6.1旁通阀稳态流场计算

4.6.2旁通阀的调节控制

4.7本章小结

第5章燃气阀内部流道瞬态流动计算

5.1非稳态流场数值计算

5.1.1网格划分

5.1.2边界条件

5.1.3计算初始化

5.2结果分析

5.2.1阀板逆时针旋转非稳态流场计算结果

5.2.2阀板顺时针旋转非稳态流场计算结果

5.2.3两种方案的比较

5.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果

致 谢

附录