柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟.pdf

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柴油废气再循环系统冷却器的数值馍拟
周碧,朱从容
(浙江海洋学院机电工程学院,浙江舟山316004)
摘要:柴油机废气再循环(EGR)技术能有效降低NO有害排放,而EGR冷却器的结构优化是提高冷却器效率,减少
NOx排放的有效手段。应用 FLUENT软件对柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟,为柴油机废气再循环系统冷却
器的设计和忧化提供理论依据。
关键词:柴油机;废气再循环;冷却器;数值模拟
中图分类号:U464.172
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2011)12-0062-02
Numerical Simulation on Exhaust Gas Recirculation Cooler of Diesel Engine
ZHOU Bi, ZHU Cong-rong
(College of Mechanical Engineering, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316004, China)
Abstract: Exhaust gas recirculation (EGR)technique can reduce NO emissions of diesel engine substantially. The
potential reductions are especially significant in the ease of cooled EGR and the efficieney of the EGR coolers is one of
the most significant factors. The flow field of exhaust gas recirculation was simulated by the method of CFD) numerical
simulation. The simulation result can help the design and optimization of exhaust gas recirculation cooler which was
used in a diesel engine
Key words: diesel engines: exhaust gas recirculation(EGR); cooler: numerical simulation
1引言
的管壳式EGR冷却器有四种形式:光管式、螺纹管式、翅
废气再循环(ECR)技术对降低柴油机NO、的排放有片式、螺旋折流板式根据柴油机废气再循环系统的设计
显著效果。其原理是将一部份废气引入发动机的进气系要求,冷却器采用逆流传热的螺纹管式,以保证冷却效率。
统,使得进气中情性气体(HC、CO2等)的比例増加,由于因为采用逆流传热能相应减少传热面积,而螺旋管比平
这些惰性气体具有较高的比热容,使得经再循环废气稀整管具有更大的表面积。KIM等人的研究已表明:螺纹管
释的混合气的比热容增高,致使发动机最高燃烧温度下式EGR冷却器的冷却
降;同时EGR的稀释作用也降低了混合气中氧的浓度,效率较光管式有明显提
从而破坏了NO的生成机制,以致有效的抑制NO.的生高,而且经过内部结构的
成,达到减少NO、排放的目标。由于采用EGR技术所须优化,可以较大程度地减
增加的额外设备较少,减排效果明显,是近年来减少柴油少沉积物。柴油机排气
机废气排放的重点研究技术之一H、EGR冷却器是EGR流量为20mmin,设定
系统的重要元件。
的ECR最大冷却废气图1ECR冷却器的管束布置图
本文应用 FLUENT软件对柴油机EGR冷却器进行了为总排气量的25%。冷
数值模拟,为柴油机EGR冷却器的设计和改进提供了重要却器废气进口温度为
的理论依据。用CFD数值模拟方法研究EGR冷却器,能减7=600℃,出口温度为
少大量的重复实验,以有效降低产品开发成本与设计周期。72=250℃,冷却液为液态
2EGR冷却器的模型建立和网格生成
水,冷却水进口温度t1=
EGR冷却器有管壳式和板翅式两种形式。目前可见25℃,EGR冷却器的管
基金项目:浙江省科技斤科研资助项目(2010C33053)
東布置图如图1所示,围2EGR冷却器CAD模型
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(编辑黄获)
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作者简介:张健(1985-),男,硕士研究生,研究方向为机器人技术。
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62机械工程师2011年第12期