شبیه‌سازی انتقال حرارت از راهگاه آب موتور ملی EF7 با در نظر گرفتن پدیده جوشش

نویسندگان

چکیده

تخمین مناسب انتقال حرارت و توزیع دما در موتور به منظور بررسی تنش‌های حرارتی و محاسبه عملکرد موتور امری ضروری است و مستلزم شبیه‌سازی دقیق راهگاه خنک‌کاری می‌باشد. عبور سیال با دمای خنک‌تر از دمای جوش در مجاورت دیواره گرم، باعث ایجاد پدیده جوشش حبابی سرد می‌گردد. صرف نظر نمودن از این پدیده در روند شبیه‌سازی، باعث ایجاد خطای چشمگیری در محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی دیواره می‌شود. در این مقاله تلاش شده است الگو‌های عددی برای شبیه‌سازی انتقال حرارت در راهگاه خنک‌کاری موتور احتراقی معرفی و عملکرد آنها بررسی شوند. سپس مشخص می‌شود که هر الگو با چه تقریبی و مناسب برای کدامیک از مراحل طراحی موتور می‌باشد. در این مقاله به کمک تغییراتی در معادله تجربی Foster–Zuber ، روش ضریب جابجایی پایه مطرح می‌شود. اندیشه مطرح شده در این روش منجر به کاهش حجم محاسبات تعیین ضریب جابجایی و در نتیجه افزایش سرعت محاسبه انتقال حرارت و تنش می‌گردد. از نقاط قوت این الگو در نظر گرفتن اثر جوشش در ضریب جابجایی است. در نهایت نشان داده می‌شود که الگوی ارائه شده برای استفاده در مرحله طراحی دقیق، از دقت مناسبی برخوردار است. روش معرفی شده برای هندسه مجرای خنک‌کاری موتور ملی EF7 استفاده شده و ضریب جابجایی و نواحی جوشش جریان بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of Heat Transfer in the Cooling Passages of the “EF7” Engine Considering Boiling Phenomenon

نویسندگان [English]

  • R. Mehdipour
  • M. Nazaktabar
  • Z. Baniamerian
  • C. Aghanajafi
چکیده [English]

Heat transfer in the engine should be simulated to have a good estimation of temperature distribution
in the engine and therefore control thermal stresses and the engine performance. Heat transfer simulation
is obtainable through accurate modeling of cooling passages of the engine. Subcooled boiling is usually occurred
in the cooling passages. Ignoring this phenomenon in the modeling procedure results in a considerable
error in estimation of heat transfer coefficient at the wall. In the present study numerical models for
simulation of heat transfer in cooling passages of combustion engines are introduced and evaluated. The
models, appropriate for simulation of each stage, are then explained and their precision will be calculated.
In this study the method of principal convective heat transfer is introduced by exerting some modifications
on the empirical correlation of Foster-Zuber. The proposed method in this study results in a significant decrease
in amount of calculations and therefore increases the rate of calculation of heat transfer and thermal
stresses. One of the significance of this model is consideration of boiling effects in the heat transfer coefficient.
The proposed model is employed for simulation of heat transfer in cooling passages of the “EF7”
engine to calculate heat transfer coefficient and boiling zones and then proved to have a good precision.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boiling
  • Heat Transfer
  • Engine
  • Cooling passages