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车用涡轮增压器表面温度场分析与防爆改造
| 论文题名： | 车用涡轮增压器表面温度场分析与防爆改造 |
| 关键词： | 涡轮增压器;防爆改造;温度场;散热片;流场分析 |
| 摘要： | 随着矿用无轨辅助运输系统的发展，对无轨辅助运输系统动力之一的柴油机进行防爆改造越来越迫切。废气涡轮增压技术以其低油耗、低污染、大功率的性能受到了广泛的青睐，但由于发动机排放气体温度高，因而废气涡轮也是柴油机的主要热端部件。防爆柴油机在井下运行时，首先要满足表面温度不超过150℃的防爆安全要求，因此要对涡轮增压器进行防爆改造才能应用到矿用防爆柴油机上。 本文在国内外对涡轮增压器蜗壳流场和温度场分析的基础上，应用FLUENT软件对车用涡轮增压器进行了温度场的分析，并利用红外测温仪对涡轮增压器表面温度进行了测量。根据模拟计算和试验结果对普通涡轮增压器进行了结构改造，并对改造后的带冷却水腔的防爆涡轮增压器进行了温度场分析，评价了结构改造对涡轮增压器表面温度的降低效果。研究的主要内容有: 1)利用UG软件建立了车用涡轮增压器的涡轮壳体、中间壳体、以及压气机壳体等实体模型，利用FLUENT软件对涡轮增压器表面温度进行了模拟计算，获得了涡轮增压器表面温度场并对其进行了分析。 2)在发动机台架试验中，应用红外测温仪对车用涡轮增压器表面的温度进行了测量，将测量结果和软件仿真计算结果进了对比，验证了FLUENT软件分析的可靠性。 3)在试验及模拟计算结果的基础上，对车用涡轮增压器进行了防爆结构改造，在涡轮壳体增加了冷却水腔，由防爆柴油机的冷却液对其进行强制冷却，同时在中间壳体上增加了散热片以利于散热，并建立了改造后的带冷却水腔的防爆涡轮增压器三维实体模型。 4)对不同进口的冷却水腔进行了流场分析，根据获得的速度矢量图进行了分析对比，选择了合适的冷却液进口。 5)利用FLUENT软件对防爆改造后的涡轮增压器进行数值模拟计算，得出改进后涡轮壳体、中间壳体、压气机壳体等的温度场，对其表面温度进行了分析，评价了结构改造的效果。 |
| 作者： | 吕秀斌 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张翠平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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