Dankie dat jy Nature.com besoek het.Jy gebruik 'n blaaierweergawe met beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).In die tussentyd, om deurlopende ondersteuning te verseker, wys ons die webwerf sonder style en JavaScript.
Weens die bedryfskoste en lang lewe van die enjin is 'n behoorlike enjin termiese bestuurstrategie uiters belangrik.Hierdie artikel het 'n termiese bestuurstrategie vir induksiemotors ontwikkel om beter duursaamheid te bied en doeltreffendheid te verbeter.Daarbenewens is 'n uitgebreide oorsig van die literatuur oor enjinverkoelingsmetodes gedoen.As die hoofresultaat word 'n termiese berekening van 'n hoëkrag lugverkoelde asinchrone motor gegee, met inagneming van die bekende probleem van hitteverspreiding.Daarbenewens stel hierdie studie 'n geïntegreerde benadering met twee of meer verkoelingstrategieë voor om aan huidige behoeftes te voldoen.'n Numeriese studie van 'n model van 'n 100 kW lugverkoelde asinchroniese motor en 'n verbeterde termiese bestuursmodel van dieselfde motor, waar 'n aansienlike toename in motordoeltreffendheid verkry word deur 'n kombinasie van lugverkoeling en 'n geïntegreerde waterverkoelingstelsel, is uitgevoer.’n Geïntegreerde lugverkoelde en waterverkoelde stelsel is bestudeer deur gebruik te maak van SolidWorks 2017 en ANSYS Fluent 2021 weergawes.Drie verskillende watervloeie (5 L/min, 10 L/min en 15 L/min) is teen konvensionele lugverkoelde induksiemotors ontleed en geverifieer met behulp van beskikbare gepubliseerde hulpbronne.Die ontleding toon dat ons vir verskillende vloeitempo's (5 L/min, 10 L/min en 15 L/min onderskeidelik) ooreenstemmende temperatuurverlagings van 2.94%, 4.79% en 7.69% verkry het.Daarom toon die resultate dat die ingebedde induksiemotor die temperatuur effektief kan verlaag in vergelyking met die lugverkoelde induksiemotor.
Die elektriese motor is een van die belangrikste uitvindings van die moderne ingenieurswetenskap.Elektriese motors word in alles van huishoudelike toestelle tot voertuie gebruik, insluitend die motor- en lugvaartnywerhede.In onlangse jare het die gewildheid van induksiemotors (AM) toegeneem vanweë hul hoë aansitwringkrag, goeie spoedbeheer en matige oorlaaivermoë (Fig. 1).Induksiemotors laat nie net jou gloeilampe gloei nie, hulle dryf die meeste van die toestelle in jou huis aan, van jou tandeborsel tot jou Tesla.Meganiese energie in IM word geskep deur die kontak van die magnetiese veld van die stator- en rotorwikkelings.Boonop is IM 'n lewensvatbare opsie as gevolg van die beperkte aanbod van seldsame aardmetale.Die grootste nadeel van AD's is egter dat hul leeftyd en doeltreffendheid baie sensitief is vir temperatuur.Induksiemotors verbruik ongeveer 40% van die wêreld se elektrisiteit, wat ons moet laat dink dat die bestuur van die kragverbruik van hierdie masjiene krities is.
Die Arrhenius-vergelyking sê dat vir elke 10°C styging in bedryfstemperatuur, die lewe van die hele enjin gehalveer word.Daarom, om die betroubaarheid te verseker en die produktiwiteit van die masjien te verhoog, is dit nodig om aandag te skenk aan die termiese beheer van bloeddruk.In die verlede is termiese analise verwaarloos en motorontwerpers het die probleem slegs by die periferie oorweeg, gebaseer op ontwerpervaring of ander dimensionele veranderlikes soos wikkelstroomdigtheid, ens. Hierdie benaderings lei tot die toepassing van groot veiligheidsmarges vir ergste- geval verwarming toestande, wat lei tot 'n toename in masjien grootte en dus 'n toename in koste.
Daar is twee tipes termiese analise: klonterige stroombaananalise en numeriese metodes.Die grootste voordeel van analitiese metodes is die vermoë om berekeninge vinnig en akkuraat uit te voer.Daar moet egter heelwat moeite gedoen word om stroombane met voldoende akkuraatheid te definieer om termiese paaie te simuleer.Aan die ander kant word numeriese metodes rofweg verdeel in berekeningsvloeistofdinamika (CFD) en strukturele termiese analise (STA), wat beide eindige-elementanalise (FEA) gebruik.Die voordeel van numeriese analise is dat dit jou toelaat om die meetkunde van die toestel te modelleer.Stelselopstelling en berekeninge kan egter soms moeilik wees.Die wetenskaplike artikels wat hieronder bespreek word, is geselekteerde voorbeelde van termiese en elektromagnetiese analise van verskeie moderne induksiemotors.Hierdie artikels het die skrywers aangespoor om termiese verskynsels in asinchrone motors en metodes vir hul verkoeling te bestudeer.
Pil-Wan Han1 was besig met termiese en elektromagnetiese analise van MI.Die ontledingsmetode met 'n klomp stroombaan word vir termiese analise gebruik, en die tydsveranderende magnetiese eindige-elementmetode word vir elektromagnetiese analise gebruik.Om termiese oorladingsbeskerming in enige industriële toepassing behoorlik te bied, moet die temperatuur van die statorwikkeling betroubaar geskat word.Ahmed et al.2 het 'n hoër orde hittenetwerkmodel voorgestel wat gebaseer is op diep termiese en termodinamiese oorwegings.Die ontwikkeling van termiese modelleringsmetodes vir industriële termiese beskermingsdoeleindes baat by analitiese oplossings en oorweging van termiese parameters.
Nair et al.3 het 'n gekombineerde analise van 'n 39 kW IM en 'n 3D numeriese termiese analise gebruik om die termiese verspreiding in 'n elektriese masjien te voorspel.Ying et al.4 het waaierverkoelde volledig ingeslote (TEFC) IM's met 3D-temperatuurberaming ontleed.Moon et al.5 het die hittevloei-eienskappe van IM TEFC met behulp van CFD bestudeer.Die LPTN motoriese oorgangsmodel is gegee deur Todd et al.6.Eksperimentele temperatuurdata word gebruik saam met berekende temperature afgelei van die voorgestelde LPTN-model.Peter et al.7 het CFD gebruik om die lugvloei te bestudeer wat die termiese gedrag van elektriese motors beïnvloed.
Cabral et al8 het 'n eenvoudige IM termiese model voorgestel waarin die masjientemperatuur verkry is deur die silinder hitte diffusievergelyking toe te pas.Nategh et al.9 het 'n selfgeventileerde traksiemotorstelsel bestudeer wat CFD gebruik om die akkuraatheid van geoptimaliseerde komponente te toets.Dus kan numeriese en eksperimentele studies gebruik word om die termiese analise van induksiemotors te simuleer, sien fig.2.
Yinye et al.10 het 'n ontwerp voorgestel om termiese bestuur te verbeter deur die algemene termiese eienskappe van standaard materiale en algemene bronne van masjienonderdeelverlies te ontgin.Marco et al.11 het kriteria aangebied vir die ontwerp van verkoelingstelsels en waterbaadjies vir masjienkomponente deur gebruik te maak van CFD- en LPTN-modelle.Yaohui et al.12 verskaf verskeie riglyne vir die keuse van 'n gepaste verkoelingsmetode en die evaluering van werkverrigting vroeg in die ontwerpproses.Nell et al.13 het voorgestel om modelle te gebruik vir gekoppelde elektromagneties-termiese simulasie vir 'n gegewe reeks waardes, vlak van detail en berekeningskrag vir 'n multifisika probleem.Jean et al.14 en Kim et al.15 het die temperatuurverspreiding van 'n lugverkoelde induksiemotor bestudeer deur 'n 3D-gekoppelde FEM-veld te gebruik.Bereken insetdata deur 3D-wervelstroomveldanalise te gebruik om Joule-verliese te vind en gebruik dit vir termiese analise.
Michel et al.16 het konvensionele sentrifugale verkoelingswaaiers met aksiale waaiers van verskeie ontwerpe vergelyk deur simulasies en eksperimente.Een van hierdie ontwerpe het klein maar beduidende verbeterings in enjindoeltreffendheid behaal terwyl dieselfde bedryfstemperatuur gehandhaaf is.
Lu et al.17 het die ekwivalente magnetiese stroombaanmetode in kombinasie met die Boglietti-model gebruik om ysterverliese op die as van 'n induksiemotor te skat.Die skrywers neem aan dat die verspreiding van magnetiese vloeddigtheid in enige deursnit binne die spilmotor eenvormig is.Hulle het hul metode vergelyk met die resultate van eindige element-analise en eksperimentele modelle.Hierdie metode kan gebruik word vir uitdruklike analise van MI, maar die akkuraatheid daarvan is beperk.
18 bied verskeie metodes aan vir die ontleding van die elektromagnetiese veld van lineêre induksiemotors.Onder hulle word metodes beskryf vir die skatting van kragverliese in reaktiewe relings en metodes om die temperatuurstyging van traksie lineêre induksiemotors te voorspel.Hierdie metodes kan gebruik word om die energie-omsettingsdoeltreffendheid van lineêre induksiemotors te verbeter.
Zabdur et al.19 het die werkverrigting van verkoelingsbaadjies ondersoek deur 'n driedimensionele numeriese metode te gebruik.Die verkoeling baadjie gebruik water as die hoof bron van koelmiddel vir die drie-fase IM, wat belangrik is vir die krag en maksimum temperature wat nodig is vir pomp.Rippel et al.20 het 'n nuwe benadering tot vloeibare verkoelingstelsels gepatenteer wat transversale gelamineerde verkoeling genoem word, waarin die koelmiddel dwars deur smal streke vloei wat deur gate in mekaar magnetiese laminering gevorm word.Deriszade et al.21 het die verkoeling van traksiemotors in die motorbedryf eksperimenteel ondersoek deur 'n mengsel van etileenglikol en water te gebruik.Evalueer die werkverrigting van verskeie mengsels met CFD en 3D turbulente vloeistof analise.’n Simulasiestudie deur Boopathi et al.22 het getoon dat die temperatuurreeks vir waterverkoelde enjins (17-124°C) aansienlik kleiner is as vir lugverkoelde enjins (104-250°C).Die maksimum temperatuur van die aluminium waterverkoelde motor word met 50,4% verminder, en die maksimum temperatuur van die PA6GF30 waterverkoelde motor word met 48,4% verminder.Bezukov et al.23 het die effek van skaalvorming op die termiese geleidingsvermoë van die enjinwand met 'n vloeistofverkoelingstelsel geëvalueer.Studies het getoon dat 'n 1,5 mm dik oksiedfilm hitte-oordrag met 30% verminder, brandstofverbruik verhoog en enjinkrag verminder.
Tanguy et al.24 het eksperimente uitgevoer met verskeie vloeitempo's, olietemperature, rotasiespoed en inspuitmodusse vir elektriese motors wat smeerolie as 'n koelmiddel gebruik.'n Sterk verband is vasgestel tussen vloeitempo en algehele verkoelingsdoeltreffendheid.Ha et al.25 het voorgestel dat drupspuitpunte as spuitpunte gebruik word om die oliefilm eweredig te versprei en enjinverkoelingsdoeltreffendheid te maksimeer.
Nandi et al.26 het die effek van L-vormige plat hittepype op enjinverrigting en termiese bestuur ontleed.Die hittepypverdamperdeel word in die motoromhulsel geïnstalleer of in die motoras begrawe, en die kondensordeel word geïnstalleer en afgekoel deur vloeistof of lug te sirkuleer.Bellettre et al.27 het 'n PCM vastestof-vloeistof verkoelingstelsel vir 'n verbygaande motorstator bestudeer.Die PCM bevrug die kronkelkoppe, wat die warmpunttemperatuur verlaag deur latente termiese energie te stoor.
Dus word motorverrigting en temperatuur geëvalueer deur gebruik te maak van verskillende verkoelingstrategieë, sien fig.3. Hierdie verkoelingsbane is ontwerp om die temperatuur van windings, plate, wikkelkoppe, magnete, karkas en eindplate te beheer.
Vloeistofverkoelingstelsels is bekend vir hul doeltreffende hitte-oordrag.Om koelmiddel om die enjin te pomp, verbruik egter baie energie, wat die enjin se effektiewe kraglewering verminder.Lugverkoelingstelsels, aan die ander kant, is 'n wyd gebruikte metode vanweë hul lae koste en gemak van opgradering.Dit is egter steeds minder doeltreffend as vloeibare verkoelingstelsels.'n Geïntegreerde benadering is nodig wat die hoë hitte-oordragprestasie van 'n vloeistofverkoelde stelsel kan kombineer met die lae koste van 'n lugverkoelde stelsel sonder om bykomende energie te verbruik.
Hierdie artikel lys en ontleed hitteverliese in AD.Die meganisme van hierdie probleem, sowel as die verhitting en verkoeling van induksiemotors, word in die Hitteverlies in Induksiemotors-afdeling deur Verkoelingstrategieë verduidelik.Die hitteverlies van die kern van 'n induksiemotor word in hitte omgeskakel.Daarom bespreek hierdie artikel die meganisme van hitte-oordrag binne die enjin deur geleiding en gedwonge konveksie.Termiese modellering van IM met behulp van kontinuïteitsvergelykings, Navier-Stokes/momentumvergelykings en energievergelykings word gerapporteer.Die navorsers het analitiese en numeriese termiese studies van IM uitgevoer om die temperatuur van die statorwikkelings te skat met die uitsluitlike doel om die termiese regime van die elektriese motor te beheer.Hierdie artikel fokus op termiese analise van lugverkoelde IM'e en termiese analise van geïntegreerde lugverkoelde en waterverkoelde IM's deur gebruik te maak van CAD-modellering en ANSYS Fluent-simulasie.En die termiese voordele van die geïntegreerde verbeterde model van lugverkoelde en waterverkoelde stelsels word diep ontleed.Soos hierbo genoem, is die dokumente wat hier gelys word nie 'n opsomming van die stand van die kuns op die gebied van termiese verskynsels en verkoeling van induksiemotors nie, maar dit dui baie probleme aan wat opgelos moet word om die betroubare werking van induksiemotors te verseker .
Hitteverlies word gewoonlik verdeel in koperverlies, ysterverlies en wrywing/meganiese verlies.
Koperverliese is die gevolg van Joule-verhitting as gevolg van die weerstand van die geleier en kan as 10.28 gekwantifiseer word:
waar q̇g die hitte is wat gegenereer word, I en Ve is onderskeidelik die nominale stroom en spanning, en Re is die koperweerstand.
Ysterverlies, ook bekend as parasitiese verlies, is die tweede hooftipe verlies wat histerese en wervelstroomverliese in AM veroorsaak, hoofsaaklik veroorsaak deur die tydveranderende magnetiese veld.Hulle word gekwantifiseer deur die uitgebreide Steinmetz-vergelyking, waarvan die koëffisiënte as konstant of veranderlik beskou kan word, afhangende van bedryfstoestande10,28,29.
waar Khn die histereseverliesfaktor is wat van die kernverliesdiagram afgelei is, Ken die werwelstroomverliesfaktor is, N die harmoniese indeks is, Bn en f onderskeidelik die piek vloeddigtheid en frekwensie van die nie-sinusvormige opwekking is.Die bogenoemde vergelyking kan soos volg verder vereenvoudig word10,29:
Onder hulle is K1 en K2 onderskeidelik die kernverliesfaktor en wervelstroomverlies (qec), histereseverlies (qh) en oortollige verlies (qex).
Windlas- en wrywingsverliese is die twee hoofoorsake van meganiese verliese in IM.Wind- en wrywingverliese is 10,
In die formule is n die rotasiespoed, Kfb is die koëffisiënt van wrywingsverliese, D is die buitenste deursnee van die rotor, l is die lengte van die rotor, G is die gewig van die rotor 10.
Die primêre meganisme vir hitte-oordrag binne die enjin is via geleiding en interne verhitting, soos bepaal deur die Poisson-vergelyking30 wat op hierdie voorbeeld toegepas word:
Tydens werking, na 'n sekere tydstip wanneer die motor bestendige toestand bereik, kan die hitte wat gegenereer word, benader word deur 'n konstante verhitting van die oppervlak hitte vloed.Daarom kan aanvaar word dat die geleiding binne die enjin uitgevoer word met die vrystelling van interne hitte.
Die hitte-oordrag tussen die vinne en die omliggende atmosfeer word beskou as gedwonge konveksie, wanneer die vloeistof gedwing word om in 'n sekere rigting te beweeg deur 'n eksterne krag.Konveksie kan uitgedruk word as 30:
waar h die hitte-oordragkoëffisiënt is (W/m2 K), A is die oppervlakte, en ΔT is die temperatuurverskil tussen die hitte-oordragoppervlak en die koelmiddel loodreg op die oppervlak.Die Nusselt-getal (Nu) is 'n maatstaf van die verhouding van konvektiewe en geleidende hitte-oordrag loodreg op die grens en word gekies op grond van die kenmerke van laminêre en turbulente vloei.Volgens die empiriese metode word die Nusselt-getal van turbulente vloei gewoonlik geassosieer met die Reynolds-getal en die Prandtl-getal, uitgedruk as 30:
waar h die konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt is (W/m2 K), l die kenmerkende lengte is, λ die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof is (W/m K), en die Prandtl-getal (Pr) 'n maatstaf is van die verhouding van die momentumdiffusiekoëffisiënt tot die termiese diffusiwiteit (of snelheid en relatiewe dikte van die termiese grenslaag), gedefinieer as 30:
waar k en cp onderskeidelik die termiese geleidingsvermoë en spesifieke hittekapasiteit van die vloeistof is.Oor die algemeen is lug en water die mees algemene koelmiddels vir elektriese motors.Die vloeistof eienskappe van lug en water by omgewingstemperatuur word in Tabel 1 getoon.
IM termiese modellering is gebaseer op die volgende aannames: 3D-bestendige toestand, turbulente vloei, lug is 'n ideale gas, weglaatbare straling, Newtonse vloeistof, onsamedrukbare vloeistof, geen-gly toestand en konstante eienskappe.Daarom word die volgende vergelykings gebruik om die wette van behoud van massa, momentum en energie in die vloeistofgebied te vervul.
In die algemene geval is die massabehoudsvergelyking gelyk aan die netto massavloei in die sel met vloeistof, bepaal deur die formule:
Volgens Newton se tweede wet is die tempo van verandering van die momentum van 'n vloeistofdeeltjie gelyk aan die som van die kragte wat daarop inwerk, en die algemene momentumbehoudvergelyking kan in vektorvorm geskryf word as:
Die terme ∇p, ∇∙τij en ρg in die bogenoemde vergelyking verteenwoordig druk, viskositeit en swaartekrag, onderskeidelik.Verkoelingsmedia (lug, water, olie, ens.) wat as koelmiddels in masjiene gebruik word, word algemeen as Newtonian beskou.Die vergelykings wat hier getoon word, sluit slegs 'n lineêre verwantskap tussen skuifspanning en 'n snelheidsgradiënt (rektempo) loodreg op die skuifrigting in.Met inagneming van konstante viskositeit en bestendige vloei, kan vergelyking (12) verander word na 31:
Volgens die eerste wet van termodinamika is die tempo van verandering in die energie van 'n vloeistofdeeltjie gelyk aan die som van die netto hitte wat deur die vloeistofdeeltjie gegenereer word en die netto krag wat deur die vloeistofdeeltjie geproduseer word.Vir 'n Newtoniaanse saamdrukbare viskose vloei, kan die energiebesparingsvergelyking uitgedruk word as31:
waar Cp die hittekapasiteit by konstante druk is, en die term ∇ ∙ (k∇T) is verwant aan die termiese geleidingsvermoë deur die vloeibare selgrens, waar k die termiese geleidingsvermoë aandui.Die omskakeling van meganiese energie in hitte word beskou in terme van \(\varnothing\) (dws die viskose dissipasiefunksie) en word gedefinieer as:
Waar \(\rho\) die digtheid van die vloeistof is, \(\mu\) die viskositeit van die vloeistof is, is u, v en w onderskeidelik die potensiaal van die rigting x, y, z van die vloeistofsnelheid.Hierdie term beskryf die omskakeling van meganiese energie in termiese energie en kan geïgnoreer word omdat dit slegs belangrik is wanneer die viskositeit van die vloeistof baie hoog is en die snelheidsgradiënt van die vloeistof baie groot is.In die geval van bestendige vloei, konstante spesifieke hitte en termiese geleidingsvermoë, word die energievergelyking soos volg gewysig:
Hierdie basiese vergelykings word opgelos vir laminêre vloei in die Cartesiese koördinaatstelsel.Soos baie ander tegniese probleme word die werking van elektriese masjiene egter hoofsaaklik geassosieer met turbulente vloei.Daarom word hierdie vergelykings gewysig om die Reynolds Navier-Stokes (RANS) gemiddelde metode vir turbulensie modellering te vorm.
In hierdie werk is die ANSYS FLUENT 2021-program vir CFD-modellering met die ooreenstemmende randvoorwaardes gekies, soos die model wat oorweeg is: 'n asinchrone enjin met 'n lugverkoeling met 'n kapasiteit van 100 kW, die deursnee van die rotor 80,80 mm, die deursnee van die stator 83,56 mm (intern) en 190 mm (ekstern), 'n lugspleet van 1,38 mm, die totale lengte van 234 mm, die hoeveelheid , die dikte van die ribbes 3 mm..
Die SolidWorks lugverkoelde enjinmodel word dan in ANSYS Fluent ingevoer en nageboots.Daarbenewens word die resultate wat verkry is nagegaan om die akkuraatheid van die simulasie wat uitgevoer word, te verseker.Daarbenewens is 'n geïntegreerde lug- en waterverkoelde IM gemodelleer met behulp van SolidWorks 2017-sagteware en gesimuleer met behulp van ANSYS Fluent 2021-sagteware (Figuur 4).
Die ontwerp en afmetings van hierdie model is geïnspireer deur die Siemens 1LA9-aluminiumreeks en gemodelleer in SolidWorks 2017. Die model is effens aangepas om aan die behoeftes van die simulasiesagteware te voldoen.Verander CAD-modelle deur ongewenste dele te verwyder, filette, afkante en meer te verwyder wanneer jy met ANSYS Workbench 2021 modelleer.
’n Ontwerpinnovasie is die waterbaadjie, waarvan die lengte uit die simulasieresultate van die eerste model bepaal is.Sommige veranderinge is aan die waterbaadjie-simulasie aangebring om die beste resultate te kry wanneer die middel in ANSYS gebruik word.Verskeie dele van die IM word in fig.5a–f.
(A).Rotorkern en IM-as.(b) IM stator kern.(c) IM stator wikkeling.(d) Eksterne raam van die MI.(e) IM water baadjie.f) kombinasie van lug- en waterverkoelde IM-modelle.
Die as-gemonteerde waaier verskaf 'n konstante lugvloei van 10 m/s en 'n temperatuur van 30 °C op die oppervlak van die vinne.Die waarde van die koers word lukraak gekies, afhangende van die kapasiteit van die bloeddruk wat in hierdie artikel ontleed word, wat groter is as wat in die literatuur aangedui word.Die warm sone sluit die rotor, stator, statorwikkelings en rotorhokstawe in.Die materiaal van die stator en rotor is staal, die windings en hokstawe is koper, die raam en ribbes is aluminium.Die hitte wat in hierdie gebiede gegenereer word, is as gevolg van elektromagnetiese verskynsels, soos Joule-verhitting wanneer 'n eksterne stroom deur 'n koperspoel gevoer word, sowel as veranderinge in die magnetiese veld.Die hittevrystellingtempo's van die verskillende komponente is geneem uit verskeie literatuur beskikbaar vir 'n 100 kW IM.
Geïntegreerde lugverkoelde en waterverkoelde IM's, benewens bogenoemde toestande, het ook 'n watermantel ingesluit, waarin die hitte-oordragvermoë en pompkragvereistes vir verskeie watervloeitempo's (5 l/min, 10 l/min) ontleed is. en 15 l/min).Hierdie klep is gekies as die minimum klep, aangesien die resultate nie betekenisvol verander het vir vloei onder 5 L/min nie.Daarbenewens is 'n vloeitempo van 15 L/min as die maksimum waarde gekies, aangesien die pompkrag aansienlik toegeneem het ten spyte van die feit dat die temperatuur bly daal het.
Verskeie IM-modelle is in ANSYS Fluent ingevoer en verder geredigeer met ANSYS Design Modeler.Verder is 'n boksvormige omhulsel met afmetings van 0,3 × 0,3 × 0,5 m rondom die AD gebou om die beweging van lug om die enjin te ontleed en die verwydering van hitte in die atmosfeer te bestudeer.Soortgelyke ontledings is uitgevoer vir geïntegreerde lug- en waterverkoelde IM'e.
Die IM-model word gemodelleer deur gebruik te maak van CFD- en FEM-numeriese metodes.Meshes word in CFD gebou om 'n domein in 'n sekere aantal komponente te verdeel om 'n oplossing te vind.Tetrahedrale mase met toepaslike elementgroottes word gebruik vir algemene komplekse geometrie van enjinkomponente.Alle koppelvlakke is met 10 lae gevul om akkurate oppervlak hitte-oordrag resultate te verkry.Die roostergeometrie van twee MI-modelle word in Fig.6a, b.
Die energievergelyking laat jou toe om hitte-oordrag in verskeie areas van die enjin te bestudeer.Die K-epsilon turbulensie model met standaard muur funksies is gekies om turbulensie rondom die buitenste oppervlak te modelleer.Die model neem kinetiese energie (Ek) en turbulente dissipasie (epsilon) in ag.Koper, aluminium, staal, lug en water is gekies vir hul standaard eienskappe vir gebruik in hul onderskeie toepassings.Hitteafvoertempo's (sien Tabel 2) word as insette gegee, en verskillende batterysonetoestande word op 15, 17, 28, 32 gestel. Die lugspoed oor die motorkas is gestel op 10 m/s vir beide motormodelle, en in daarby is drie verskillende waterhoeveelhede vir die waterjas in ag geneem (5 l/min, 10 l/min en 15 l/min).Vir groter akkuraatheid is die residue vir alle vergelykings gelyk aan 1 × 10–6 gestel.Kies die EENVOUDIGE (Semi-implisiete metode vir drukvergelykings) algoritme om die Navier Prime (NS) vergelykings op te los.Nadat hibriede inisialisering voltooi is, sal die opstelling 500 iterasies uitvoer, soos getoon in Figuur 7.
Plaas tyd: Jul-24-2023