亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        某發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2021-10-18 02:05:44劉連明
        江科學(xué)術(shù)研究 2021年3期
        關(guān)鍵詞:優(yōu)化

        劉連明

        1 前言

        空氣濾清器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足、干凈的空氣,其性能優(yōu)劣不但影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和使用壽命,而且很大程度上影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性[1]。如何改善濾清器內(nèi)部流場(chǎng)特性,降低流動(dòng)阻力損失是提高過(guò)濾效率、延長(zhǎng)過(guò)濾壽命、提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵[2,3]。

        A.Al-Sarkhi等對(duì)多種不同結(jié)構(gòu)的空氣濾清器進(jìn)行了研究,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和試驗(yàn)測(cè)量的方法獲得了速度分布情況結(jié)果并進(jìn)行科學(xué)分析,然后進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,得到了更加均勻的內(nèi)部流場(chǎng)[4]。韓青等模擬空氣濾清器內(nèi)部的空氣流動(dòng)情況,發(fā)現(xiàn)有不均勻流動(dòng)現(xiàn)象,通過(guò)改進(jìn)空氣濾清器外部殼體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),得到了更為均勻的內(nèi)部流場(chǎng)特性[5]。

        本文通過(guò)對(duì)某發(fā)動(dòng)機(jī)空濾器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,依據(jù)所得的分析結(jié)果提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。對(duì)濾清器進(jìn)出氣口面積、進(jìn)氣口位置以及進(jìn)出氣管與殼體連接處的直角等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,優(yōu)化后的濾清器進(jìn)氣阻力明顯降低。

        2 原空氣濾清器分析

        2.1 建立模型

        應(yīng)用UG軟件建立原空氣濾清器的三維模型,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由進(jìn)氣口、出氣口、上殼體和下殼體組成,其中進(jìn)氣口管徑為80mm,出氣口管徑為75mm。由于濾芯也選定,且空氣濾清器進(jìn)氣阻力主要來(lái)源于殼體,濾芯影響較小,所以只考慮對(duì)空氣濾清器殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化[6]。

        圖1 空氣濾清器結(jié)構(gòu)

        由于空氣濾清器內(nèi)的氣流流動(dòng)是復(fù)雜多變的湍流形式,需要對(duì)模型先作必要的簡(jiǎn)化和假設(shè),所以作如下假設(shè):①流體的物性參數(shù)為常數(shù),是一種不可壓縮的單相牛頓流體;②假設(shè)該空氣濾清器模型內(nèi)的固體構(gòu)件分布均勻而且不發(fā)生形變;③當(dāng)空氣濾清器工作在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),溫度基本保持不變,或者說(shuō)溫度的變化可以忽略不計(jì)[7]。

        2.2 邊界條件設(shè)定

        設(shè)定濾清器的進(jìn)氣口為速度入口,出氣口為壓力出口。設(shè)空氣在濾清器進(jìn)氣口處的流動(dòng)速度分布均勻,其空氣流量為600m3/h,速度為30m/s,水力直徑為88mm,湍流強(qiáng)度為1%,方向垂直于邊界;出氣口背壓為0Pa,水力直徑為80mm[8]。

        2.3 仿真結(jié)果與分析

        使用ANSYS-FLURNT 軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析,采用RNG 非平衡壁面函數(shù)k-ε湍流模型,利用SIM?PLEC算法實(shí)現(xiàn)壓力與速度的耦合求解,得到如下結(jié)果。

        (1)速度分析

        濾清器內(nèi)部速度不均勻,對(duì)流動(dòng)阻力和濾清效率影響較大。速度矢量如圖2所示,空氣經(jīng)進(jìn)氣口流入后,直接沖擊進(jìn)氣口對(duì)面的殼體,由于受到殼體的沖擊反彈作用氣流又向相反的方向流動(dòng)。反彈的空氣與新進(jìn)入的空氣相互碰撞而產(chǎn)生渦流,渦流的產(chǎn)生使得此處發(fā)生了能量的損失。另外,由于空氣源源不斷地從進(jìn)氣口進(jìn)入,然后從出口流出,使得許多空氣在出口處堆積,造成出口處比較紊亂,產(chǎn)生湍流現(xiàn)象,導(dǎo)致流動(dòng)阻力變大。

        圖2 速度矢量圖

        出口處狀態(tài)如圖3所示,越靠近下方邊壁流動(dòng)速度越慢,導(dǎo)致出口處下方與上方壓力不一致,當(dāng)出口的空氣流入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管時(shí),分布不均的壓力將導(dǎo)致出現(xiàn)紊流現(xiàn)象。

        圖3 出口處速度矢量圖

        (2)壓力分析

        壓力云如圖4所示,由于進(jìn)氣口進(jìn)入空氣的直接沖擊,使得最高壓力出現(xiàn)在與進(jìn)氣口相對(duì)的邊壁上。高速氣流與殼體的沖擊以及渦流的產(chǎn)生使得能量損失較大,壓力在流動(dòng)過(guò)程中逐漸地衰減。在出口處,由于流速比較急,又經(jīng)過(guò)一次能量損失,使得最低壓力出現(xiàn)在出氣口下緣。計(jì)算得到空氣濾清器內(nèi)的最大壓差約為4.36×103Pa。

        圖4 壓力云圖

        進(jìn)出氣口壓力散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)如圖5所示,由壓力散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出該空氣濾清器的進(jìn)氣口和出氣口的壓差約為2.88kpa,壓差值明顯偏高。

        圖5 進(jìn)出口壓力散點(diǎn)圖

        最后,對(duì)優(yōu)化前的空氣濾清器試制樣品進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示原始進(jìn)氣阻力為3.28kpa,大于標(biāo)準(zhǔn)允許值2.4kpa。

        3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

        3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

        為了改善其內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài),降低壓力損失,綜合考慮從進(jìn)出氣口截面積、進(jìn)出氣口空間位置和進(jìn)出氣管與殼體連接處的圓角設(shè)計(jì)等進(jìn)行優(yōu)化,具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案如下:

        (1)增大進(jìn)出口面積

        進(jìn)氣口管徑增大為85mm,降低氣流進(jìn)入濾清器內(nèi)腔后的速度,減弱高速氣流沖擊壁面后反彈形成渦流而發(fā)生能量損失;出氣口管徑增大為80mm,減少氣體在出口處堆積。

        (2)調(diào)整進(jìn)出氣口位置

        根據(jù)流體流動(dòng)特性,空氣濾清器的進(jìn)氣口的空間位置應(yīng)盡可能低一些,而出氣口空間位置應(yīng)盡可能高一些,以更充分地利用濾清器腔體內(nèi)的容積。如圖6 所示,將進(jìn)氣口設(shè)置在出氣方向相對(duì)的側(cè)面,且增設(shè)了引管,使其位置盡可能低,布置更靠近邊壁,對(duì)氣流起到一定的引導(dǎo)作用;出氣口往上抬起,使其盡可能的高一些,更符合氣流流動(dòng)特性。

        圖6 進(jìn)出氣口位置調(diào)整后的模型

        (3)進(jìn)出口處的圓角處理

        如圖7所示,對(duì)進(jìn)氣口與殼體連接處進(jìn)行圓角設(shè)計(jì),進(jìn)氣更平順,減小進(jìn)氣阻力,提高進(jìn)氣效率。如圖8 所示,將出氣口與殼體交接處也進(jìn)行圓角設(shè)計(jì),使氣流從出氣口流出時(shí)就更加地順暢,減少氣體堆積。

        圖7 進(jìn)氣口圓角設(shè)計(jì)

        圖8 出氣口圓角設(shè)計(jì)

        3.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果分析

        對(duì)優(yōu)化后的濾清器模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,得出相應(yīng)結(jié)果。

        (1)速度分析

        如圖9所示,優(yōu)化后的氣流沒(méi)有高速?zèng)_擊進(jìn)氣口對(duì)面的殼體,而是沿著邊壁向出氣口的方向往上流動(dòng),內(nèi)部湍流強(qiáng)度明顯減弱,流場(chǎng)分布更為均勻。

        圖9 優(yōu)化后速度矢量圖

        出口處速度分布如圖10 所示,氣流比較順暢地從出氣口流出,沒(méi)有大量的空氣在出口處堆積而造成紊亂現(xiàn)象。

        圖10 優(yōu)化后出口處速度矢量圖

        (2)壓力分析

        壓力云如圖11所示,結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,濾清器內(nèi)部沒(méi)有大面積的高壓區(qū),氣流流動(dòng)阻力明顯變小,總成最大壓差約為3.17×103Pa,流動(dòng)阻力損失明顯降低。

        圖11 優(yōu)化后壓力云圖

        優(yōu)化后的進(jìn)出氣口壓力散點(diǎn)圖數(shù)據(jù)如圖12 所示,計(jì)算得到優(yōu)化后進(jìn)出口壓差約為1.50kpa。

        圖12 進(jìn)出口壓力散點(diǎn)圖

        4 試驗(yàn)驗(yàn)證

        為了進(jìn)一步驗(yàn)證濾清器結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的合理性,根據(jù)優(yōu)化后的濾清器結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了樣品實(shí)物試制,如圖13所示。

        圖13 優(yōu)化后的濾清器樣品實(shí)物

        依據(jù)QC/T32-2006《汽車(chē)用空氣濾清器試驗(yàn)方法》對(duì)試制樣品進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的空氣濾清器原始進(jìn)氣阻力為1.92kpa,優(yōu)化后的原始進(jìn)氣阻力小于標(biāo)準(zhǔn)允許值2.4kpa,符合規(guī)定。

        優(yōu)化前后空氣濾清器的壓力值變化情況見(jiàn)表1。通過(guò)對(duì)比可知,優(yōu)化后濾清器內(nèi)部的最大壓差、進(jìn)出口壓差和原始進(jìn)氣阻力都明顯減小,且主要評(píng)價(jià)指標(biāo)原始進(jìn)氣阻力的降幅達(dá)41.46%,達(dá)到了降低空氣濾清器原始進(jìn)氣阻力的目的。

        表1 優(yōu)化前后壓力變化情況

        5 結(jié)束語(yǔ)

        利用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬計(jì)算,分析了空氣濾清器內(nèi)部的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng),依據(jù)分析結(jié)果對(duì)濾清器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。通過(guò)增大進(jìn)出氣口管徑、調(diào)整進(jìn)出氣口位置、對(duì)進(jìn)出氣口與殼體連接處進(jìn)行圓角設(shè)計(jì),優(yōu)化后的空氣濾清器內(nèi)部流場(chǎng)分布更為均勻,湍流強(qiáng)度明顯減弱。對(duì)試制樣品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果表明原始進(jìn)氣阻力小于標(biāo)準(zhǔn)允許值,由此證明,空氣濾清器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案有效。

        猜你喜歡
        優(yōu)化
        超限高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化思考
        PEMFC流道的多目標(biāo)優(yōu)化
        能源工程(2022年1期)2022-03-29 01:06:28
        民用建筑防煙排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化探討
        關(guān)于優(yōu)化消防安全告知承諾的一些思考
        一道優(yōu)化題的幾何解法
        由“形”啟“數(shù)”優(yōu)化運(yùn)算——以2021年解析幾何高考題為例
        圍繞“地、業(yè)、人”優(yōu)化產(chǎn)業(yè)扶貧
        事業(yè)單位中固定資產(chǎn)會(huì)計(jì)處理的優(yōu)化
        4K HDR性能大幅度優(yōu)化 JVC DLA-X8 18 BC
        幾種常見(jiàn)的負(fù)載均衡算法的優(yōu)化
        電子制作(2017年20期)2017-04-26 06:57:45
        午夜一区欧美二区高清三区| 青青草小视频在线播放| 国产乱人对白| 色一乱一伦一图一区二区精品 | AV人人操| 中文字幕人妻激情在线视频| 国产精品亚洲а∨无码播放| 思思久久96热在精品国产 | 中文字幕五月久久婷热| 五月婷婷六月丁香久久综合| 被三个男人绑着躁我好爽视频| 国产精品调教| 免费观看成人稀缺视频在线播放| 噜噜中文字幕一区二区| 精品人妻伦九区久久aaa片| 午夜高清福利| 成年女人午夜特黄特色毛片免 | 成人免费无码大片a毛片| 久久久久久成人毛片免费看| 无遮挡粉嫩小泬| 亚洲最新精品一区二区| 日本中文字幕一区二区高清在线| 国产精品亚洲欧美天海翼| 日美韩精品一区二区三区| 久久综合伊人77777麻豆| 精品人妻人人做人人爽夜夜爽| 人妻精品一区二区三区视频| 中文字幕在线乱码日本| 99精品国产在热久久无码 | 国产激情在线观看免费视频| 亚洲精品久久久久成人2007| 中文字幕第1页中文字幕在| 一区二区三区在线观看视频免费| 亚洲国产精品18久久久久久| 亚洲精品网站在线观看你懂的| 日韩精人妻无码一区二区三区 | 日本久久伊人特级黄色| 精品亚洲国产成人av| 中文无码免费在线| 丰满人妻中文字幕一区三区| 国语精品一区二区三区|