渦輪增壓器ansys模擬
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
渦輪增壓器ansys模擬的實例教程
ANSYS|渦輪增壓器零件結構分析
ANSYS | 渦輪增壓器零件結構分析
提高模擬的準確性需要一定的時間，并可能導致更大、更復雜的模型，這也將需要更多的時間來運行，可能會妨礙ACR的工程師同時評估幾個不同的幾何形狀。為了解決這個問題，Kishishita先生創(chuàng)建了一個內部工具，根據旋轉速度和壓力，對氣體流速和效率進行一維計算。這些一維計算有助于確定進口/出口面積、進口/出口葉片角度和流道外壁錐度的影響。Kishishita先生在這些一維計算結果的基礎上，進行了詳細的CFD分析。
Kishishita先生的其他設計目標之一是使渦輪增壓器蝸殼更薄。當氣體進入和離開蝸殼時，熱量通過熱傳導流失到外部環(huán)境。熱損失的數量取決于蝸殼的位置 。ACR通過使蝸殼變薄和用隔熱材料包裹它以減少熱傳導來最大限度地減少熱損失。人們認為這樣做的作用類似于提高渦輪機的效率，ACR的工程師們將使用CFD模擬來進一步評估這一點。
ACR還利用熱流體模擬來設計和開發(fā)催化裝置。他們利用模擬來評估新催化劑和材料的混合器設計。ACR的工程師還在內部設計、開發(fā)和生產了許多小型發(fā)動機測試設備。這些設備包括燃料噴射系統(tǒng)的測試儀器，評估氣缸內產生的渦流的測量工具，以及渦輪增壓器的特殊測試設備。除此之外，ACR甚至還開發(fā)了生產噴嘴的制造工藝和機器。他們開發(fā)了自己的加工技術，并能夠在更短的時間內以更低的成本生產新的燃油噴射系統(tǒng)，因而無需使用專門的制造供應商。
雖然渦輪增壓器的開發(fā)對ACR來說是新的領域，但Kishishita先生在以前的工作中擁有豐富的經驗。他聲稱，曾幾何時，人們認為在柴油機上添加渦輪增壓器會降低可靠性，然而由于公司面臨著提高燃油效率的需要，他們不得不開發(fā)渦輪增壓器，岸下先生被分配到這個項目上，他說他以前的經驗對他現在的工作有幫助。
盡管岸下先生有豐富的經驗，但ACR作為一家公司， 在發(fā)動機開發(fā)方面是完全陌生的。
展開 另外，使用低排量發(fā)動機造成的功率限制也促使ACR研究渦輪增壓以增加發(fā)動機的功率。在此期間，ACR引入了熱流體分析工具來幫助他們開發(fā)新的渦輪增壓器。ACR首席執(zhí)行官兼總裁Hiroshi Matsuoka先生建議使用計算仿真作為設計工具，近年來人們對技術水平大幅提升的仿真工具越來越有信心。
Kishishita先生和他的團隊最初使用了一家外國公司開發(fā)的CFD工具，但沒有將該工具應用到他們的設計過程中，因為操作起來太困難。松岡先生建議使用具有強大本地支持的軟件，這將使他們能夠快速解決問題，最后他們選擇了Cradle CFD。
設計高效的渦輪增壓器
圖3: EREV渦輪增壓器
圖4：渦輪增壓器的渦輪
Kishishita先生的團隊正在開發(fā)一種渦輪增壓器，它將比日本Kei微型車中的世界上最小的渦輪增壓器更有效率。ACR渦輪增壓器將只使用典型的Kei微型汽車渦輪增壓器的三分之一的流量。(圖3和圖4) 。
圖5：用模擬方法評估渦輪增壓器葉片的幾何形狀。
ACR的工程師使用Cradle CFD來確定渦輪增壓器轉子葉片的最佳幾何形狀，最佳設計產生了一個理想的出口角，以獲得高效率。計算機模型中使用了大約600萬個網格元素(圖5) 。分析結果顯示，渦輪增壓器的效率隨著出口角的減小而增加。通過使出口角達到最小值，使流出損失最小化，這最大限度地減少了摩擦損失和能量轉化為熱量，從而提高了效率(圖6 ) 。
展開 1、MAN NR34/S主機渦輪增壓器的工作原理
柴油機增壓器運行中，利用發(fā)動機排出的廢氣來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸上的葉輪轉動，葉輪的轉動時會吸入空氣并壓縮，壓縮后的空氣壓力增大，通過空氣冷卻器冷卻后進入氣缸，空氣壓力和密度增大可以增加柴油主機的輸出功率。
NR34/S增壓器包含一個一級徑流式廢氣葉輪和一個一級徑流式壓氣葉輪,整個轉子通過2個滑動軸承支撐。
廢氣葉輪與轉子軸是整合一體的，近氣壓縮葉輪通過外部鎖緊螺母裝配到轉子軸上。
圖1 NR34/S型增壓器整體結構
NR34/S型增壓器整體結構如圖1所示，在柴油機的運行中，柴油機燃燒后的廢氣進入排煙總管后，從①位置進人增壓器廢氣渦輪入口，經過廢氣渦輪入口的噴嘴環(huán)②葉片導向，推動廢氣渦輪③轉動，之后廢氣進入尾端的排煙管⑤排到大氣中。
在廢氣渦輪轉動同時，新鮮空氣通過進氣濾器(6.1)、 消 音 器(6.2) 進人進氣渦輪⑧，通過進氣渦輪的轉動壓縮空氣，壓縮后的空氣通過擴壓器⑨和壓氣機外殼①進入進氣管內。
增壓器轉子軸承箱里有兩個軸承支撐整個轉子，一個滑動軸承，一個推力軸承，推力軸承靠近壓氣機葉輪側，起到定位及支撐作用。
兩個軸承通過公用管線提供潤滑油。
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項目背景
ACR在汽車尾氣催化轉化器方面具有熟練的技術能力，他們目前正在開發(fā)用于EREV(增程式電動車) 的微型柴油發(fā)動機。海克斯康工業(yè)軟件旗下的Cradle CFD軟件在微型柴油發(fā)動機的開發(fā)過程中發(fā)揮了重要作用。
項目背景
ACR在汽車尾氣催化轉化器方面具有熟練的技術能力，他們目前正在開發(fā)用于EREV(增程式電動車) 的微型柴油發(fā)動機。海克斯康工業(yè)軟件旗下的Cradle CFD軟件在微型柴油發(fā)動機的開發(fā)過程中發(fā)揮了重要作用。
ACR在開發(fā)卡車和其他柴油動力車輛的排放控制裝置方面具有很高的技術能力
說明
該示例演示了一種基于光纖布拉格光柵（FBG）的溫度傳感器，因為光纖折射率會隨溫度而變化，導致其布拉格波長發(fā)生偏移，所以可以被用作溫度的測量。（聯系我們獲取文章附件）
綜述
在本示例中要考慮的光纖布拉格光柵（FBG）由具有交替折射率和恒定周期性的纖芯制成。眾所周知，沿著光纖主軸的折射率變化可以在布拉格波長（λ_Bragg）下引起反向傳播模式的耦合
項目背景
ACR在汽車尾氣催化轉化器方面具有熟練的技術能力，他們目前正在開發(fā)用于EREV(增程式電動車) 的微型柴油發(fā)動機。海克斯康工業(yè)軟件旗下的Cradle CFD軟件在微型柴油發(fā)動機的開發(fā)過程中發(fā)揮了重要作用。
2023 年 3 月 9 日? 5 分鐘閱讀
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