洪洋，林龙，谢吴一，胡群英

(1.台州科技职业学院，浙江台州 318020；2.浙江邦得利环保科技股份有限公司，浙江台州 317000)

0 引言

废气再循环(EGR，Exhaust Gas Re-circulation)技术是将内燃机在燃烧后排出气体的一部分分离并导入进气侧使其再度参与燃烧的技术，可以有效地降低发动机原始NOx排放值，同时具有成本低、使用便捷、对原机改动小的特点[1]，是满足柴油机国五排放标准的关键技术之一。EGR技术中的核心部件为EGR冷却器，它具有将废气冷却并重新导入进气侧的作用。当进入EGR冷却器各冷却管的气体不均匀时，EGR冷却器的换热性能会明显下降，同时背压会有一定程度的上升，并恶化发动机的燃油经济性。同时，由于EGR冷却器的气体不均匀会导致冷却管温度梯度过大从而产生热应力，导致EGR冷却器的寿命大大降低。此外，杨俊伟等[2]研究表明EGR分配不均会对各缸燃烧速度产生影响，金晖等人[3]也发现EGR分配均匀性对发动机油耗有直接的影响。文中利用数值模拟的方法对某柴油机EGR冷却器多种进气方案进行分析对比，为EGR冷却器的设计提供参考。

1 数学模型

EGR冷却器内部的流动为三维定常湍流流动，故在Fluent软件中选用k-ε湍流模型进行计算。k-ε湍流模型是一个半经验公式，主要基于湍流动能和扩散率，因而只对完整的湍流流场有效，方程如式(1)和式(2)所示[4]。

(1)

(2)

式中：Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能;Gb是由浮力产生的湍流动能;Yk是由于在可压缩湍流中过渡的扩散产生的波动；C1ε、C2ε、C3ε是常量；σk和σε是k方程和ε方程的湍流Prandtl数;Sk和Sε为用户定义。……