气缸盖中两相流沸腾换热热机耦合仿真分析

何联格 左正兴 向建华

摘要：基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法，对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解，得到了气缸盖的温度场分布，并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析，证明了计算模型的有效性。将温度场结果施加于气缸盖、螺栓、机体所组成的热机耦合系统中，对气缸盖进行了结构强度计算，得到了气缸盖火力面热机耦合应力分布。采用试验设计方法，将冷却水进口温度和速度作为输入参数，对火力面应力较大区域的最大等效应力进行了响应分析，结果表明：考虑汽液两相流的沸腾换热可以有效降低气缸盖火力面的最大热机耦合应力；火力面的最大应力出现在喷油器座孔周围；冷却水进口温度对火力面应力较大区域的最大等效应力的影响不可忽略。