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車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析

車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析

作者：劉禎著
出版社：中國水利水電出版社出版時間：2020-01-01
開本： 32開 頁數(shù)： 181頁
中 圖 價:¥25.4(4.3折) 定價  ¥59.0 登錄后可看到會員價
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車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析 版權(quán)信息

車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析 本書特色

以應(yīng)用于車用發(fā)動機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的某型渦旋膨脹機(jī)為研究對象，采用多場耦合數(shù)值模擬方法針對渦旋盤變形特性和影響因素開展研究，探討了膨脹機(jī)非穩(wěn)態(tài)流動對渦旋盤變形的影響規(guī)律。結(jié)果顯示：在工質(zhì)與渦旋齒壁面間的對流換熱和渦旋齒自身熱傳導(dǎo)的作用下，動、靜渦旋齒溫度沿渦旋型線由齒頭向齒尾方向先降低再升高*后降低。作用于動、靜渦旋齒上的內(nèi)壓載荷的大小和方向隨工作腔流動形態(tài)的變化而變化，其中動渦旋齒齒尾末端的變形受內(nèi)壓載荷變化的影響*。

車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析 內(nèi)容簡介

本書針對應(yīng)用于車用發(fā)動機(jī)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的渦旋膨脹機(jī)，存在著工作溫度較高、渦旋盤側(cè)壁面在渦盤熱膨脹變形和潤滑油碳化顆粒影響下磨損嚴(yán)重的問題。采用多場耦合數(shù)值模擬方法針對渦旋盤變形特性和影響因素開展研究，分析了給定工況下膨脹機(jī)流場分布對渦旋盤溫度載荷和內(nèi)壓載荷的影響，對比了各載荷對動、靜渦旋齒變形的影響程度，研究了吸氣溫度對膨脹機(jī)工作腔流場分布和渦旋盤變形特性的影響。介紹了對渦旋型線嚙合理論，明確了渦旋型線嚙合的基本條件，構(gòu)造出不同等壁厚和變壁厚漸開線類渦旋型線并對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，分析了不同型線對渦旋膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作性能的影響，*終提出了采用與原型機(jī)基本幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的變徑基圓渦旋型線的設(shè)計(jì)方案，對比分析了改型前后的渦旋膨脹機(jī)排氣腔和背壓腔流場以及溫度場分布的差異，研究了兩個膨脹機(jī)變形特性的差異。 本書可作為相關(guān)領(lǐng)域研究人員的參考用書，也可供相關(guān)專業(yè)高年級的本科生、研究生和博士生閱讀。

車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析 目錄

主要符號說明 第1章 緒論 1.1 研究背景及意義 1.2 渦旋膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及研究進(jìn)展 1.2.1 渦旋膨脹機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理 1.2.2 渦旋膨脹機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展 1.2.3 渦旋型線設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展 1.2.4 渦旋膨脹機(jī)的工作過程研究 1.3 渦旋盤的應(yīng)力變形研究進(jìn)展 1.3.1 渦旋壓縮機(jī)動靜渦旋盤的有限元分析研究進(jìn)展 1.3.2 渦旋壓縮機(jī)在流一固耦合作用下的變形研究進(jìn)展 1.4 本書的主要研究內(nèi)容 第2章 渦旋膨脹機(jī)流-熱-固多場耦合模擬方法研究 2.1 引言 2.2 渦旋膨脹機(jī)流-熱-固耦合求解策略 2.2.1 多場耦合概述 2.2.2 渦旋膨脹機(jī)耦合求解方法 2.2.3 渦旋膨脹機(jī)多場耦合流程 2.3 渦旋膨脹機(jī)的計(jì)算流體力學(xué)分析模型 2.3.1 流動基本控制方程 2.3.2 湍流模型 2.3.3 氣體模型 2.3.4 傳熱控制方程 2.4 控制方程離散與求解方法 2.4.1 空間離散 2.4.2 時間離散 2.4.3 離散方程組求解方法 2.5 邊界條件設(shè)定 2.5.1 邊界運(yùn)動設(shè)置 2.5.2 邊界條件與初始條件的設(shè)置 2.6 幾何模型建立和計(jì)算域網(wǎng)格劃分方法 2.6.1 渦旋膨脹機(jī)幾何模型 2.6.2 網(wǎng)格劃分 2.6.3 網(wǎng)格質(zhì)量評判標(biāo)準(zhǔn) 2.6.4 形變區(qū)域網(wǎng)格質(zhì)量控制方法 2.7 CFD數(shù)值模型校驗(yàn) 2.8 渦旋膨脹機(jī)渦旋盤的結(jié)構(gòu)力學(xué)分析模型 2.8.1 彈性理論的基本控制方程 2.8.2 結(jié)構(gòu)有限元法基本原理 2.8.3 渦旋盤模型網(wǎng)格劃分及材料屬性 2.8.4 動、靜渦旋盤約束條件 2.9 本章小結(jié) 第3章 多場耦合作用下渦旋盤變形的數(shù)值計(jì)算 3.1 引言 3.2 有機(jī)工質(zhì)渦旋膨脹機(jī)渦旋盤載荷分析 3.3 渦旋膨脹機(jī)流場分布對渦旋盤內(nèi)壓和溫度載荷的影響 3.3.1 氣體力分布 3.3.2 氣體壓力場分布 3.3.3 渦旋齒壁面壓差分布 3.3.4 工質(zhì)溫度場分布 3.3.5 渦旋盤溫度場分布 3.4 動渦旋盤的應(yīng)力變形分析 3.4.1 溫度載荷作用下動渦旋盤應(yīng)力變形分析 3.4.2 內(nèi)壓載荷作用下動渦旋盤應(yīng)力變形分析 3.4.3 慣性載荷作用下動渦旋盤變形分析 3.4.4 多場耦合作用下動渦旋盤應(yīng)力和變形分析 3.5 靜渦旋盤的應(yīng)力變形分析 3.5.1 溫度載荷作用下靜渦旋盤應(yīng)力變形分析 3.5.2 內(nèi)壓載荷作用下靜渦旋盤應(yīng)力變形分析 3.5.3 多場耦合作用下靜渦旋盤應(yīng)力變形分析 3.6 本章小結(jié) 第4章 不同系統(tǒng)工況下渦旋膨脹機(jī)多場耦合數(shù)值模擬研究 4.1 引言 4.2 不同吸氣溫度下渦旋膨脹機(jī)流-熱-固多場耦合研究 4.2.1 吸氣溫度對膨脹機(jī)時均性能的影響 4.2.2 吸氣溫度對膨脹機(jī)非穩(wěn)態(tài)性能的影響 4.2.3 吸氣溫度對工作腔流動特性的影響 4.2.4 吸氣溫度對溫度場分布的影響 4.2.5 吸氣溫度對渦旋盤變形特性的影響 4.3 不同吸氣壓力下渦旋膨脹機(jī)流-熱-固多場耦合研究 4.3.1 吸氣壓力對膨脹機(jī)時均性能的影響 4.3.2 吸氣壓力對膨脹機(jī)非穩(wěn)態(tài)性能的影響 4.3.3 吸氣壓力對工作腔流動特性的影響 4.3.4 吸氣壓力對溫度場分布的影響 4.3.5 吸氣壓力對渦旋盤變形特性的影響 4.4 本章小結(jié) 第5章 不同渦旋型線渦旋膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)分析 5.1 渦旋型線嚙合理論 5.1.1 平面曲線嚙合原理 5.1.2 共軛渦旋型線嚙合條件 5.2 渦旋型線的類型及特點(diǎn) 5.3 等壁厚型線類型對渦旋齒結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 5.3.1 3種等壁厚型線的生成 5.3.2 3種型線渦旋齒結(jié)構(gòu)參數(shù)的比較 5.4 圓漸開線-高次曲線-圓漸開線組合型線的建立 5.5 圓漸開線-圓弧-圓漸開線組合型線的建立 5.6 變徑基圓漸開線渦旋型線的建立 5.7 本章小結(jié) 第6章 不同型線渦旋膨脹機(jī)性能影響規(guī)律研究 6.1 不同型線渦旋齒氣體力分析 6.2 不同型線渦旋膨脹機(jī)輸出特性研究 6.3 不同運(yùn)行參數(shù)對膨脹機(jī)輸出性能的影響 6.3.1 轉(zhuǎn)速對膨脹機(jī)性能的影響 6.3.2 進(jìn)口壓力對膨脹機(jī)性能的影響 6.4 本章小結(jié) 第7章 型線變化對渦旋膨脹機(jī)渦旋盤變形特性的影響研究 7.1 引言 7.2 變徑基圓型線渦旋膨脹機(jī)研究模型 7.2.1 型線選擇的考慮因素 7.2.2 研究模型 7.3 不同型線下渦旋膨脹機(jī)性能及流動變化特征 7.3.1 不同型線膨脹機(jī)性能的差異 7.3.2 不同型線工作腔流場分布特征差異 7.4 不同型線渦旋盤變形特征分析 7.5 本章小結(jié) 第8章 全文總結(jié)及展望 8.1 全文總結(jié) 8.2 主要創(chuàng)新點(diǎn) 8.3 對后續(xù)研究工作的展望 參考文獻(xiàn)
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車用余熱回收型渦旋膨脹機(jī)的多場耦合分析 作者簡介

劉禎，女，1984年10月出生，湖北襄陽人。2010年7月入職湖北文理學(xué)院，2014年7月至2015年7月赴英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)訪學(xué)，期間從事車用內(nèi)燃機(jī)余熱回收技術(shù)的研究，2018年6月獲得北京理工大學(xué)動力機(jī)械及工程專業(yè)博士學(xué)位。現(xiàn)任職于湖北文理學(xué)院汽車與交通工程學(xué)院，主要研究方向?yàn)樾履茉吹能囉眉岸嘣、車輛熱管理理論與技術(shù)、動力機(jī)械數(shù)值計(jì)算與可靠性設(shè)計(jì)等，在《內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)》等期刊及ICAE、WESC等國際會議上發(fā)表論文多篇。

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