柴油机气缸套冷却水空化流的数值模拟的任务书.docx

柴油机气缸套冷却水空化流的数值模拟的任务书
任务书
一、任务背景和意义
柴油机是利用柴油燃料在内燃机中燃烧产生热能而转化成机械能的一种发动机。它具有燃油经济、动力强劲、可靠性高等优点，被广泛应用于工程机械、铁路机车、船舶等领域。柴油机内部由多个气缸组成，每个气缸内有一个活塞与曲轴相连，用于控制柴油的进出和燃烧生产动力。
气缸套位于气缸体内，用于容纳活塞及控制燃气进出。在柴油机使用过程中，气缸套由于高温、高压等因素的影响，会受到严重的磨损，导致气缸套性能下降，影响柴油机的性能和寿命。因此，如何有效地减少气缸套的磨损，成为柴油机研究领域中的重要课题之一。
气缸套的冷却是保证柴油机正常运作的重要因素之一。气缸套冷却水在流经气缸套时，会发生流态变化，如空化等现象。空化是指在气缸套冷却水中产生的气泡，其泡向、泡径、泡数等会对气缸套冷却效果产生重大影响。因此，对气缸套冷却水空化流进行数值模拟研究，有助于深入了解气缸套冷却机理，为设计优化和性能提升提供科学依据。
二、研究内容
1.对柴油机气缸套冷却水流动进行建模
2.分析气缸套冷却水中的空化现象，并探讨其对气缸套冷却效果的影响
3.研究不同冷却水流量、速度等参数对气缸套冷却效果的影响
4.优化气缸套冷却系统结构，提高冷却效果
三、研究方法和技术路线
1.建立柴油机气缸套冷却水流动的数值模型，采用COMSOLMultiphysics软件进行仿真计算。
2.运用试验室现有设备和仪器，开展气缸套冷却水空化流实验研究。
3.通过分析仿真结果和实验数据，结合气缸套冷却机理，探讨不同参数对冷却效果的影响，为优化系统结构提供科学依据和方案。
四、预期成果
1.建立柴油机气缸套冷却水流动的详细数值模型，并得出仿真计算结果。
2.开展气缸套冷却水空化流实验研究，并得出实验数据。
3.通过仿真计算结果和实验数据，分析并探讨不同参数对气缸套冷却效果的影响。
4.提出优化气缸套冷却系统结构的方案，并给出实施建议。
五、研究进度安排
1.前期准备：确定研究内容和方法、制定实验计划和程序等（1周）
2.建立数值模型：进行气缸套冷却水流模型的建立、计算流场，得出仿真结果（2周）
3.实验研究：开展气缸套冷却水空化流实验研究，记录实验数据（3周）
4.分析结果：综合处理仿真和实验数据，探讨不同参数对气缸套冷却效果的影响，并给出方案建议（2周）
5.撰写论文：综合整理研究成果，撰写相关论文（2周）
六、参考文献
1.孙立岩.柴油机故障原因与检修[M].北京:中国纺织出版社,2010.
2.王相胜.空化对往复式压缩机性能影响的数值分析[D].华北电力大学,2014.
3.刘海华.基于CFX的高压增压发动机吸排气过程的数值模拟[D].哈尔滨工业大学,2017.