Khảo sát và mô phỏng quá trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cơ 1nd tv xe toyota corolla

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG KHẢO SÁT VÀ MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV XE TOYOTA COROLIA Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Đà Nẵng – Năm 2017 TÓM TẮT Tên đề tài: Khảo sát mơ q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Số thẻ SV:103150136 Lớp: 15C4B Đề tài trình bày Khảo sát mơ trình truyền nhiệt hệ thống làm mát độngcơ 1ND-TV xe toyota corolla Giới thiệu phận làm mát động nêu nguyên lý làm việc tường phận chi tiết kèm theo đưa thêm phương án làm mát khác phận có kết cấu khác để so sánh đưa ưu nhược điểm, từ đưa nhận xét động khảo sát Đối với phần mơ phần mền ứng dụng Catia giúp ta mơ hình hóa két nước từ cho ta nhìn tổng qt két nước Đối phần mền ứng dụng Ansys, Phần mền ứng dụng sẻ cho ta xem trình truyền nhiệt từ nước làm mát ngồi mơi trường, kèm theo thay đổi vật lệu ống nước vị trí ống nước để xem ảnh hưởng đến kết mô hiệu truyền nhiệt két làm mát nào, từ kết mô hay chi tiết kết nhiệt độ nước đầu chúng đưa kết luận phương án tối ưu Đề tài cho ta biết rõ chi tiết hệ thống làm mát cho ta phương án lựa chọn để cải tiến hệ thống làm mát, từ làm tăng cơng suất động cơ, tăng tuổi thọ động cơ, giảm lượng khí thải ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Họ tên sinh viên: Hoàng Văn Minh Lớp:15C4B Khoa:Cơ khí Giao thơng Số thẻ sinh viên: 103150136 Ngành: Cơ khí Động lực Tên đề tài đồ án: Khảo sát mơ q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Lấy catalog động 1ND-TV - Dựa vào tài liệu tham khảo Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Giới thiệu động Khảo sát hệ thống làm mát Mơ hình hóa két nước Catia Phân tích truyền nhiệt két nước Ansys Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Bản vẽ (A3) mặt cắc động 1ND-TV - Bản vẽ (A3) kết cấu bơm HTLM động 1ND-TV - Bản vẽ (A3) kết cấu két làm mát nắp két làm mát HTLM động 1ND-TV - Bản vẽ (A3) sơ đồ hệ thống làm mát đọng 1ND-TV - Bản vẽ (A3) kết cấu khớp chất lỏng HTLM động 1ND-TV - Bản vẽ (A3) kết cấu quạt làm mát HTLM động 1ND-TV - Bản vẽ (A3) Kết cấu van nhiệt HTLM động 1ND-TV Họ tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Quang Trung Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 02/09/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 15/12/2019 - Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Trưởng Bộ mơn KT Ơtơ & Máy động lực Người hướng dẫn PGS.TS Dương Việt Dũng Th.S Nguyễn Quang Trung Khảo sát mô trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng nhu cầu người phương tiện lại vận chuyển nên công ty sản suất lắp ráp oto ngày phát triển mạnh mẽ số lượng lẫn chất lượng Việt Nam Nên lĩnh vực oto đóng vai trò quan trọng phát triển nhiều lĩnh vực kinh tế, xã hội, khoa học cơng nghệ… Trong qúa trình phát triển oto phải gắn liền trình tìm hiểu nghiên cứu cải tạo đưa phương án tối ưu sản phẩm hoàn thiện dễ tiếp cận với nhiều người Em nhận đề tài tốt nghiệp: “Khảo sát mô trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla ”.Trong phạm vi đồ án này, em giới hạn tìm hiểu cách tổng quát phương pháp làm mát động cơ, cấu hệ thống động 1ND-TV, sâu vào mơ q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động cách sử dụng ứng dụng Catia AnsysFluent Do kiến thức hạn chế, tài liệu tham khảo cịn điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp em khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô môn bảo để đồ án em hoàn thiện Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Nguyễn Quang Trung, thầy cô giáo môn bạn giúp em hoàn thành đồ án Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực HOÀNG VĂN MINH Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang i Khảo sát mô trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết thực nghiên cứu, cải tạo đồ án trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Những phần sử dụng tài liệu tham khảo đồ án nêu rõ phần tài liệu tham khảo Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc rõ ràng phép cơng bố Nếu có sai sót xảy tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm chịu kỷ luật môn nhà trường đề Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực HOÀNG VĂN MINH Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang ii Khảo sát mơ q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG vii MỞ ĐẦU 1.Mục đích ý nghĩa đề tài Phương pháp nội dung nghiên cứu Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống làm mát động ô tơ 1.1.1 Nhiệm vụ mục đích hệ thống làm mát 1.1.2 Yêu cầu hệ thống làm mát 1.2 Phân loại hệ thống làm mát động 1.2.1 Hệ thống làm mát nước 1.2.1.1 Hệ thống làm mát kiểu bốc hơi: 1.2.1.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên: .5 1.2.1.3 Hệ thống làm mát nước tuần hoàn cưỡng bức: 1.2.1.4 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng: 1.2.1.5 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn hai vịng: 1.2.1.6 Hệ thống làm mát vòng hở: .9 1.2.2 hệ thống làm mát nhiệt độ cao 10 1.2.2.1 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên ngoài: 10 1.2.2.2 Hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải: 11 1.2.3 Hệ thống làm mát động khơng khí (gió) 12 1.2.3.1 Hệ thống làm mát không khí kiểu tự nhiên: 13 1.2.3.2 Hệ thống làm mát khơng khí kiểu cưỡng 13 Chương GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ 1ND-TV 15 2.1 Giới thiệu động 1nd-tv 15 2.2 Các thông số động 1nd-tv 15 2.3 Các cấu động 1nd-tv 16 2.3.1 Cơ cấu trục khuỷu truyền 16 2.3.2 Cơ cấu phân phối khí 18 2.3.3 Hệ thống nhiên liệu động 1ND-TV 19 2.3.4 Hệ thống bôi trơn động 1ND-TV 20 Chương 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV 22 3.1 Sơ đồ, nguyên lý ưu nhược điểm hệ thống làm mát động 1nd-tv 22 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống làm mát: 22 3.1.2 Ưu nhược điểm hệ thống làm mát động 1ND-TV 23 3.1.2.1 Ưu điểm hệ thống làm mát động 1ND-TV 23 3.1.2.2 Nhược điểm hệ thống làm mát động 1ND-TV 23 3.1.3 Yêu cầu hệ thống làm mát: 24 Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang iii Khảo sát mô trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla 3.2 Kết cấu cụm chi tiết hệ thống làm mát động 1nd-tv 24 3.2.1 Két làm mát: 24 3.2.1.1 Công dụng yêu cầu: 24 3.2.1.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: .24 3.2.2 Nắp két: 25 3.2.2.1 Công dụng yêu cầu: 25 3.2.2.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: .26 3.2.3 Bơm nước: 27 3.2.3.1 Công dụng yêu cầu: 27 3.2.3.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: .27 3.2.4 Van nhiệt 29 3.2.4.1 Công dụng yêu cầu: 29 3.2.4.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động 29 3.2.5 Quạt gió 30 3.2.5.1 Công dụng yêu cầu: 30 3.2.5.2 Kết cấu nguyên lý làm việc: .31 3.2.5.3 Khớp chất lỏng .31 Chương MƠ PHỎNG Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG KÉT LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV 34 4.1 Mơ hình hóa 3d két làm mát phần mềm catia 34 4.1.1 Giới thiệu phần mền catia 34 4.1.2 bước mơ hình hóa 3D két nước 34 4.1.2.1 Xác định chi tiết két nước trình làm mát 34 4.1.2.2 vẽ chi tiết môi trường Part Design 35 4.1.2.3 Lắp ghép chi tiết môt trường Assembly Design 37 4.2 Tính tốn thơng số làm việc hệ thống làm mát 38 4.2.1 Tổng quan lý thuyết truyền nhiệt qua vách có cánh 38 4.2.2 Tác thông số két nước, bơm nước quạt gió 42 4.2.2.1 Két nước: 42 4.2.3 Tính tốn thông số kiểm tra két nước 43 4.2.4 Xác định lượng nhiệt động truyền cho nước làm mát 46 4.2.5 Xác định lượng nhiệt két làm mát truyền môi trường 48 4.2.6 Tính thơng số quạt gió: 52 4.2.7 Tính thơng số bơm nước 56 4.3 Xây dựng mơ hình mơ truyền nhiệt két làm mát phần mềm Ansys – fluent 58 4.3.1 giới thiệu ansys 58 4.3.2 Các bước mô Ansys 58 4.3.2.1 mở phần mền Ansys 58 4.3.2.2 Mở hộp thoại Geometry 59 4.3.2.3 Mở hộp thoại mesh 60 4.3.2.4 Mở hộp thoại setup 60 4.3.2.4 Mở hộp thoại results .61 Chương PHÂN TÍCH TRUYỀN NHIỆT TRONG KÉT LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND-TV 62 Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang iv Khảo sát mơ q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla 5.1 Đánh giá hiệu truyền nhiệt két làm mát theo chế độ vận hành 62 5.1.1 Chế độ bắt đầu hoạt động 62 5.1.2 Chế độ động hoạt động 62 5.1.2.1 chế độ công suất thấp 62 5.1.2.1 chế độ công suất lớn 63 5.2 Đánh giá ảnh hưởng vật liệu bố trí ống nước két làm mát đến hiệu truyền nhiệt két làm mát 63 5.2.1 Đặt điều kiện cho toán đánh giá 63 5.2.2 Đánh giá ảnh hưởng vật liệu 65 5.2.2 Đánh giá ảnh hưởng bố trí ống nước 66 KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang v Khảo sát mơ q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND-TV xe toyota corolla DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hệ thống làm mát nước kiểu bốc Hình 1.2 Hệ thống làm mát nước kiểu đối lưu tự nhiên Hình 1.3 Hệ thống làm mát cưỡng tuần hồn kín vịng Hình 1.4 Hệ thống làm mát cưỡng kiểu hai vịng tuần hồn Hình 1.5 Hệ thống làm mát vòng hở Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống làm mát cưỡng nhiệt độ cao kiểu bốc bên ngồi 10 Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống làm mát nhiệt độ cao có lợi dụng nhiệt nước nhiệt khí thải 11 Hình 1.8 Hệ thống làm mát gió 14 Hình 2.1 Kết cấu động 1ND-TV 16 Hình 2.2 Trục khuỷu động 1ND-TV 17 Hình 2.3 Kết cấu truyền 17 Hình 2.4 Cấu tạo piston, secmăng 18 Hình 2.5 Kết cấu cị mổ 18 Hình 2.6 Kết cấu đội thủy lực 19 Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động 1ND-TV 20 Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống bơi trơn động 1ND-TV 21 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống làm mát 22 Hình 3.2 Két cấu két nước 25 Hình 3.3 Kết cấu nắp két nước 26 Hình 3.4 Kết cấu bơm nước động 1ND-TV 28 Hình 3.5 Nguyên lý hoạt động bơm nước: 28 Hình 3.6 Sơ đồ hoạt động van nhiệt 29 Hình 3.7 Kết cấu quạt gió động 1ND-TV 31 Hình 3.8 Kết cấu Khớp chất lỏng 33 Hình 4.1 Giao diện catia 34 Hình 4.2 Ống nước 35 Hình 4.3 cánh tản nhiệt 36 Hình 4.4 Khối nước 36 Hình 4.5 Khối khơng khí 37 Hình 4.6 Mơ hình hóa két nước 37 Hình 4.7 Sơ đồ kết cấu ống nước 43 Hình 4.8 Sơ đồ tính tốn két nước 45 Hình Sơ đồ tính quạt gió 52 Hình 4.10 Quan hệ ηk với tỷ số fn 54 .R Hình 4.11 sơ đồ tính kiểm nghiệm bơm nước 56 Hình 4.12 giao diện Ansys 58 Hình 4.13 giao diện mặt định Ansys 59 Hình 4.14 hộp thoại Geometry 59 Hình 4.15 hộp thoại mesh 60 Hình 4.16 hộp thoại setup 60 Hình 4.17 hộp thoại results 61 Hình đồ thị nhiệt độ nước làm mát 62 Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang vi Hình thơng số tốc độ áp suất dịng khí vào làm mát 63 Hình thơng số nhiệt độ dịng khí vào làm mát 64 Hình Thơng số tốc độ áp suất nước vào két nước 64 Hình 5 Thơng số nhiệt độ nước vào két nước 65 Hình đồ thị nước vào nước ống nhôm(Al) 65 Hình đồ thị nước vào nước ống đồng(Cu) 66 Hình mơ ống nước song song 67 Hình mơ ống nước so le 67 Hình 10 mơ ống nước nghiêng 450 68 Hình 11 biểu đồ thông số nhiệt độ nước ống nước song song 68 Hình 12 biểu đồ thông số nhiệt độ không khí ống nước song song 69 Hình 13 biểu đồ thông số nhiệt độ nước ống nước so le 69 Hình 14 biểu đồ thơng số nhiệt độ khơng khí ống nước so le 70 Hình 15 biểu đồ thơng số nhiệt độ nước ống nước nghiêng 450 70 Hình 16 biểu đồ thơng số nhiệt độ khơng khí ống nước nghiêng 450 71 Hình 17 đồ thị excel thông số nước vào 71 Hình 18 đồ thị excel thơng số khơng khí vào 72 DANH MỤC BẢNG Bảng Thông số kỹ thuật động 15 Sinh viên thực hiện: Hoàng Văn Minh Hướng dẫn: Th.S Nguyễn Quang Trung trang vii ... lý làm việc hệ thống làm mát: 22 3.1.2 Ưu nhược điểm hệ thống làm mát động 1ND- TV 23 3.1.2.1 Ưu điểm hệ thống làm mát động 1ND- TV 23 3.1.2.2 Nhược điểm hệ thống làm mát động 1ND- TV. .. q trình truyền nhiệt hệ thống làm mát động 1ND- TV xe toyota corolla ”.Trong phạm vi đồ án này, em giới hạn tìm hiểu cách tổng quát phương pháp làm mát động cơ, cấu hệ thống động 1ND- TV, sâu vào... 1ND- TV 19 2.3.4 Hệ thống bôi trơn động 1ND- TV 20 Chương 3: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LÀM MÁT ĐỘNG CƠ 1ND- TV 22 3.1 Sơ đồ, nguyên lý ưu nhược điểm hệ thống làm mát động 1nd- tv