DW100高速電機(jī)水冷系統(tǒng)分析及傳熱性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)向著高速高效的方向發(fā)展，高速電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，研究和開(kāi)發(fā)速度和精度等級(jí)更高、適應(yīng)各種應(yīng)用條件的高速電機(jī)在電機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域勢(shì)在必行。由于具有體積小、轉(zhuǎn)速高、功率密度大等特點(diǎn)，高速電機(jī)在工作過(guò)程中產(chǎn)生了大量的熱，因此其高效冷卻問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。本文對(duì)DW100高速水冷電機(jī)冷卻系統(tǒng)的三維穩(wěn)態(tài)熱流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬和傳熱性能研究，從而探索出能夠達(dá)到更高效率的冷卻方法，為開(kāi)發(fā)出更高速度的高速電機(jī)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。
　　本文從基

2、于熱流場(chǎng)的理論分析和冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模擬兩方面系統(tǒng)分析了高速電機(jī)水冷系統(tǒng)的冷卻問(wèn)題。在基于熱流場(chǎng)的理論分析方面，分析了高速電機(jī)主要熱源分布，介紹了水冷系統(tǒng)熱流場(chǎng)模擬所需的傳熱學(xué)和流體力學(xué)基本理論知識(shí)，提出了有限元理論計(jì)算方法，從而建立了冷卻水套的數(shù)學(xué)模型和三維物理模型，做出了合理的假設(shè)，給定了正確的邊界條件，采用FLUENT分析軟件對(duì)冷卻系統(tǒng)的熱流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。在冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模擬方面，分析了現(xiàn)有DW100高速電機(jī)冷卻水套結(jié)構(gòu)，針對(duì)不

3、同的水冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱流場(chǎng)數(shù)值模擬，并將模擬結(jié)果與空冷結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比分析得出周向螺旋型水道結(jié)構(gòu)相對(duì)較好;改變螺旋型水道冷卻水入口流速和螺旋水道高度值進(jìn)行熱流場(chǎng)模擬，通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析選出最佳水速和最優(yōu)水道高度值;在此優(yōu)選參數(shù)基礎(chǔ)上，提出了在冷卻水路中加翅片的強(qiáng)化冷卻形式，通過(guò)改變水道兩側(cè)翅片高度和數(shù)量進(jìn)行模擬，并對(duì)多種模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出最優(yōu)的翅片高度和最佳數(shù)量值，驗(yàn)證了水道中加翅片結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到一定的強(qiáng)化冷卻效果。