隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,工程車(chē)輛發(fā)揮著愈來(lái)愈廣泛的作用,節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)今的重要課題。工程車(chē)輛工作環(huán)境復(fù)雜、情況惡劣,尤其是在高寒地區(qū)同樣需要保持發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的溫度內(nèi)工作,散熱器作為工程車(chē)輛散熱系統(tǒng)中重要組成部分,需要保證車(chē)內(nèi)各系統(tǒng)在寒冷條件下迅速啟動(dòng)和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。在散熱器裝有百葉窗可以有效的解決寒冷地區(qū)條件下工程車(chē)輛冷啟動(dòng)問(wèn)題,因此以國(guó)內(nèi)某工程機(jī)械散熱器為研究對(duì)象,采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）對(duì)冷卻風(fēng)扇、散熱器進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證仿真結(jié)果準(zhǔn)確性,在此基礎(chǔ)上,研究傳統(tǒng)冷卻模塊的散熱性能與散熱器百葉窗的散熱性能,推導(dǎo)并建立散熱器百葉窗應(yīng)用模型。首先,介紹數(shù)值模擬仿真過(guò)程中用到的質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程,選擇熱交換模型、湍流模型,以平地機(jī)冷卻風(fēng)扇和散熱器的圖紙為依據(jù)建立模擬仿真模型,采用CFD研究置于風(fēng)道內(nèi)的冷卻風(fēng)扇和散熱器,將仿真數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,誤差值均在5%以?xún)?nèi),檢驗(yàn)了CFD數(shù)值模擬仿真的準(zhǔn)確性。其次,對(duì)傳統(tǒng)冷卻模塊進(jìn)行仿真分析,采用Gambit進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件的設(shè)置,CFD進(jìn)行數(shù)值模擬仿真,通過(guò)仿真得到傳統(tǒng)冷卻模塊的散熱性能。進(jìn)一步對(duì)散熱器百葉窗模型進(jìn)行研究... 

【文章來(lái)源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

冷卻風(fēng)扇模型

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-12-結(jié)合國(guó)內(nèi)某款平地機(jī)冷卻風(fēng)扇，依據(jù)廠商提供的圖紙，建立冷卻風(fēng)扇三維物理模型如圖1所示，冷卻風(fēng)扇葉片在輪轂之間安裝有固定裝置，因?yàn)轱L(fēng)扇旋轉(zhuǎn)過(guò)程中輪轂的作用對(duì)性能影響很小，因此模型創(chuàng)建過(guò)程中可以把輪轂進(jìn)行簡(jiǎn)化，采用圓柱體代替實(shí)際的風(fēng)扇輪轂，簡(jiǎn)化后可降低網(wǎng)格數(shù)量，加快數(shù)值仿真速度，冷卻風(fēng)扇為無(wú)彎掠8葉片風(fēng)扇，直徑為840mm。建立冷卻風(fēng)扇風(fēng)道的三維物理模型，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速設(shè)置為2000r/min，將冷卻風(fēng)扇當(dāng)量直徑的四倍設(shè)置為進(jìn)口風(fēng)道的長(zhǎng)度，其直徑的六倍設(shè)置為出口風(fēng)道長(zhǎng)度，由于風(fēng)道進(jìn)出口是圓形截面，認(rèn)為冷卻風(fēng)扇當(dāng)量直徑與風(fēng)道直徑大約相等，在出口風(fēng)道二到四倍冷卻風(fēng)扇當(dāng)量直徑處創(chuàng)建整流柵，進(jìn)口風(fēng)道、出口風(fēng)道長(zhǎng)度的設(shè)置參考文獻(xiàn)[35]，冷卻風(fēng)扇風(fēng)道三維模型如圖2所示。圖1冷卻風(fēng)扇模型Fig.1Coolingfanmodel圖2冷卻風(fēng)扇風(fēng)道三維模型Fig.23Dmodelofcoolingfanduct根據(jù)國(guó)內(nèi)某款平地機(jī)幾何參數(shù)對(duì)散熱器進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立冷卻模塊三維物理模型。2.3幾何模型

第2章基于CFD模擬的數(shù)值模型表征-13-因?yàn)楣こ誊?chē)輛散熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如不進(jìn)行簡(jiǎn)化，會(huì)使散熱器模型離散更加困難。該冷卻模塊共包含冷卻風(fēng)扇、導(dǎo)風(fēng)罩、四種散熱器，四種散熱器從上到下依次為中冷器、變矩油散熱器、液壓油散熱器、冷卻液散熱器，如圖3所示：圖3冷卻模塊三維模型Fig.33Dmodelofcoolingmodule2.4風(fēng)扇的預(yù)處理與表征冷卻風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)具有周期性變化的特性，并且在幾何形狀上是軸對(duì)稱(chēng)的。因此，在數(shù)值上模擬單個(gè)風(fēng)扇時(shí)可以采用MRF法進(jìn)行模型簡(jiǎn)化計(jì)算，這可以大大減少計(jì)算范圍并節(jié)省計(jì)算資源。而且，可以獲得更高的計(jì)算精度，并且可以獲得不同風(fēng)扇葉片的一系列風(fēng)扇的流動(dòng)特性，使風(fēng)扇性能的研究更加的便捷高效[36]。MRF模型是一個(gè)常數(shù)計(jì)算模型，該模型假定網(wǎng)格元素勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)該方法適用于網(wǎng)格區(qū)域邊界上各點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)基本相同的問(wèn)題，也可以使用MRF模型來(lái)計(jì)算大多數(shù)時(shí)間平均流量。特別地，當(dāng)移動(dòng)網(wǎng)格區(qū)域和固定網(wǎng)格區(qū)域之間的相互作用較弱時(shí)，可用MRF模型計(jì)算，例如攪拌器、泵和風(fēng)扇中的流場(chǎng)計(jì)算等，MRF模型可以把非定常問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定常問(wèn)題計(jì)算。仿真過(guò)程中需要對(duì)冷卻風(fēng)扇的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，冷卻風(fēng)扇葉片設(shè)置為移動(dòng)壁面，其具體旋轉(zhuǎn)參數(shù)包含旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)中心，風(fēng)扇外部的旋轉(zhuǎn)域與冷卻風(fēng)扇保持同步旋轉(zhuǎn)，模型中的旋轉(zhuǎn)域?yàn)樘摂M區(qū)域，并不真實(shí)存在。

【參考文獻(xiàn)】：
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[3]工程車(chē)輛冷卻風(fēng)扇流體特性研究[D]. 習(xí)羽.吉林大學(xué) 2013
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