شبیه‌ سازی انتقال حرارت با در نظر گرفتن پدیده جوشش در موتور ملی به روش حل هم‌زمان انتقال حرارت جامد و سیال و بررسی اثر خنک‌ کاری دقیق بر انتقال حرارت

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا

2 ایپکو

چکیده

انتقال حرارت یکی از مسائل مهم در طراحی موتورهای احتراق داخلی است، زیرا انتقال حرارت بر عملکرد، بازده و آلاینده­های موتور تأثیر مستقیم دارد. بررسی انتقال حرارت در موتور احتراق داخلی نیاز به در نظر گرفتن پدیده جوشش راهگاه آب موتور است زیرا جوشش مادون سرد در نقاط داغ می‌تواند میزان انتقال حرارت را افزایش دهد. در کار حاضر شبیه­سازی حرارتی همزمان راهگاه آب موتور، بلوک و سرسیلندر با استفاده از نرم افزار AVL-Fire  انجام شده است. ابتدا اعتبارسنجی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی جوشش در راهگاه استوانه­ای و بکارگیری دو رابطه BDL و Chen انجام شده است. نتایج نشان داد که در دمای کاری موتور نتایج دو رابطه مشابه یکدیگر است، اما رابطه چن کمی به نتایج تجربی نزدیک‌تر است از این رو روش چن برای شبیه­سازی دینامیک سیالات محاسباتی موتور ملی استفاده شده است. نتایج سرعت، فشار و ضریب انتقال حرارت جابجایی در راهگاه آب و توزیع دما در بلوک و سرسیلندر نشان داده شده است. در انتها اثر خنک­کاری دقیق با تغییر هندسه در اطراف دریچه های دود و شمع، روی توزیع دما در راهگاه آب، بلوک و سرسیلندر بررسی شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of heat transfer with considering boiling phenomena in national engine by conjugate solution of heat transfer and investigation the effect of the precision cooling

چکیده [English]

Heat transfer is one of an important issue in the design of internal combustion engines, because it has a direct influence on performance, efficiency and emissions of the engine. Investigation of heat transfer in IC engines needs consider to boiling phenomena in water jacket, because sub-cooled boiling in hot spot of engine increases heat transfer rate. In this paper, coupled heat-transfer simulation of cooling jacket, block and cylinder head with AVL-Fire software was carried out. First, validation with experimental data of boiling in cylindrical passage using two correlations BDL and Chen was down, which results showed in operating temperature of an engine two correlations have similar results, but Chen correlation has better results. Therefore, Chen correlation for computational fluid dynamics of national engine was used. Results of velocity, pressure and heat transfer coefficient in water jacket and temperature distribution in block and cylinder head were achieved. Finally, effect of precise cooling with geometry modification near exhaust valve seat and spark plug, on temperature distribution in water jacket, block and cylinder head have been investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Boiling heat transfer
  • National engine
  • Precise cooling