發動機冷卻液流動與傳熱的數值模擬

李寶童　洪　軍　孫　靜　徐海波　邱志惠　潘世翼

摘要：為了提高發動機的冷卻效率、降低高溫零件的熱負荷、實現整機的熱量合理分配與利用，針對冷卻水套優化設計中存在的冷卻液三維流動與傳熱問題，以直列4缸發動機為研究對象，利用流固耦合的方法確定冷卻水套壁面的傳熱邊界條件，采用計算流體動力學軟件AVL－FIRE對發動機冷卻系統進行三維數值模擬，并對冷卻水套內冷卻液的流場分布、溫度分布、壁面換熱系數、各缸冷卻均勻性和壓力損失進行了分析．在此基礎上，為了實現發動機冷卻水套三維流場形態的可視化，構建了與實際冷卻水套三維尺寸成1：1的水套試驗件模型，結合其結構特點討論了試驗件的制備方案，并對模擬工況下試驗件的強度與管路系統的壓力損失進行了驗證計算，從而進一步為冷卻水套的優化設計提供了理論與試驗依據。