基于CFD柴油机进气系统防爆栅栏结构优化设计

简介

进气系统防爆栅栏作为防爆柴油机重要的组成设备,可有效防止发动机进气系统带来的爆炸危险发生。根据防爆要求,对柴油机进气防爆栅栏进行设计。基于CFD仿真分析柴油机进气系统的压力云图和温度云图;对圆柱形进气栅栏进行结构分析和流场分析;根据压力和温度云图,将进出口圆管分别加大一倍,再改为渐扩管阻火器的结构和性能研究,分别对120°、127°、134°、141°渐扩角进行分析;获得压力损失、出口流量与渐扩角之间关系;基于防爆柴油机试验台,对不同的优化方案下柴油机功率进行对比分析,以获取最优设计。结果可知进气阻火器占整个进气系统压力损失的94.2%;当渐扩角<134°时,压力损失随着渐扩角的增加而降低,流量随之增加;当渐扩角≥134°时,压力损失随着渐扩角的增加而上升,流量随之减小;在试验所测的转速范围内,渐扩角进气防爆栅栏的柴油机功率随损失最小,比原方案高15%,这说明改进方案是有效的,所以改进进气防爆栅栏的结构来减少进气阻力对于改善柴油机的经济性动力性是十分必要的。