基于CFD防爆工程车废气处理箱结构优化分析

简介

废气处理箱是防爆工程车辆最重要的结构单元之一,直接影响到防爆效果和发动机的输出特性。根据防爆工程车辆发动机总成布置结构,结合气液换热过程,对废气处理箱进行初步设计;基于CFD分析阻烟隔板、气体进入速度、初始液面高度等对废气处理箱性能的影响,以液体含气量作为目标值,获得最优的结构设计,基于防爆发动机试验台架,对优化前后废气处理箱的能量消耗进行分析,用以检验优化设计的可靠性。结果可知废气处理箱内增加阻烟板,可以改变气体流动的路径,增加旋流,使得发动机排放的废气和液体混合的更为充分和剧烈,效果更好;随着进气流速的增加,液体的含气量降低,箱体上部的液体更多,液体更容易通过进气口进行反流,因此需要增加挡水板;当箱体内的初始液位比较高时,废气和液体混合的更加充分,液体的含气量更高,而过高的液面则容易造成外溅,因此需要增加水浮进行控制;与原方案相比,新方案的发动机在最大功率点功率上升了4.0%,在最大扭矩点扭矩上升了1.4%,这说优化设计方案在满足防爆要求的同时,有利于提升发动机的效率。