汽车空气加热器扩散燃烧过程数值模拟.pdf

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1、2010年第7期(总第228期)农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGNo．72010(Totally228)doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2010．07．005汽车空气加热器扩散燃烧过程数值模拟倪培永(江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)摘要：用Fluent软件对空气加热器在不同过量空气系数下的扩散燃烧进行了数值计算，得到了燃烧室内温度、速度、湍流强度和CO分布，并对热流密度进行了计算。研究结果表明，过量空气系数对最高燃烧温度和CO分布影响不大。随着过量空气系数

2、增加。燃烧室内轴向上温度先减小后增加，轴向上总的表面热流密度和辐射密度减小。在同一工况下。燃烧室内径向温度、速度和湍流强度先增加后减小。这为实现加热器的改造提供了理论依据。关键词：空气加热器；数值模拟；扩散燃烧；热流密度中图分类号：TK224．1文献标识码：A文章编号：1673—3142(2010)07--0021-04NumericalSimulationofDiffusionCombustionforVehieleAirHeaterNIPei—yong(SchoolofAutomotiveandTr觚cEngineering．JiangsuUniversity

3、，Zhenjiang212013，China)Abstract：111ediffusioncombustionoftheairheaterwasnumericallysimulatedatdifferentexcessaircoefficientusingFluentsoftware．，111edistributionsofthetemperature，velocity，turbulenceintensityandCOwerepresenLAndtheheatfluxWascalculate&Theresultshowedthattheexcessaircoeff

4、icienthadalittleeffectonthemaximumcombustiontemperatureandCOdistribution．Astlleexcessaircoefficientincreased．theaxialtemperatureatfirstincreasedandthendecreased．andincontrastboththetotalsurfaceheatfluxandradiationheatfluxdecreased．Theradialtemperature．velocityandturbulenceintensityinc

5、reasednrstlyandthendecreasedundert11esameworkcondition．Thisprovidestheorybasisforthereformoftheheater．Keywords：airheater；numericalsimulation；diffusioncombustion；he'atflux1引言目前．汽车空气加热器已被广泛用于预热发动机和驾驶室、乘客室的取暖。其中，预热发动机的主要目的是辅助发动机起动。而考虑预热对发动机排放影响的报道不多。汽油机冷起动阶段HC排放高I卜。1，而且冷起动工况是最为复杂的一种工况，所以

6、这对发动机排放技术是一大考验。提高发动机起动前的进气温度是降低其低温冷起动阶段排放的一个有效方法㈣。与此同时，它还能辅助发动机快速起动。需要指出的是，不管空气加热器用于何种用途。均需要具备快速的加热能力．即在较短的时间内将低温空气加热到较高温度．以此来满足实际用途的需要。而传统的空气加热器采用电热塞引燃燃油。存在预热时间长、耗电量大、容易积碳、可靠性差等不足。基于此，采用空心圆锥收稿日期：2010-05-04作者简介：倪培永(1977一)，男，博士，讲师，研究方向：内燃机燃烧及排放控制。．喷嘴闻喷射汽油配以旋流助燃空气并采用高压点燃的方法设计一种空气加热器。它具有

7、即喷即着的特点，进而实现快速进气预热。本文使用Fluent软件对这种空气加热器进行燃烧过程数值模拟，获得温度、热流密度等相关热力参数．为合理优化其结构提供参考依据。2计算模型建立图l为空气加热器模型。该模型主要包含导流槽、锥形筒、内圆筒、排气支管、外圆筒和排气管。喷嘴位于坐标原点。锥形筒和内圆筒构成燃烧室。锥形筒上布置导流槽，空气由导流槽进入。废气经燃烧室流经排气分管、外圆筒，由排气管排出。待加热的冷空气流经燃烧室和外圆筒之间的夹层。燃烧室长450mm，锥形桶长50mm，内圆筒长400mm．内、外圆简直径分别为lOOmm、200ram。利用Fluent自带的前处理

8、软件Gam