基于CFX的電動工具馬達風扇特性研究.pdf

1、電動工具是一種機械化工具，它由電動機或電磁鐵作為動力，通過傳動機構(gòu)驅(qū)動工作頭進行作業(yè)。由于消費習慣區(qū)別，電動工具一直以來都在歐美日等發(fā)達國家占有相當大的市場份額，隨著制造業(yè)在我國的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)電動工具市場持續(xù)擴張。隨著市場競爭越來越激烈，電動工具技術(shù)升級越來越受到重視，更多的技術(shù)應用于電動工具品質(zhì)的提升，包括提高效率、拓展功能、降低噪音、提高散熱等。
　　馬達風扇是電動工具最主要的散熱結(jié)構(gòu)，其散熱原理是風扇旋轉(zhuǎn)時葉片對空氣施加力

2、的作用，在流道內(nèi)產(chǎn)生強制對流，通過空氣的流動帶走流道內(nèi)的熱量，以達到散熱的目的，其結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響風扇風量的根本因素。電動工具工作時會產(chǎn)生很大的噪聲，主要包括由機械結(jié)構(gòu)工作產(chǎn)生的機械噪聲和由風扇工作時產(chǎn)生的氣動噪聲兩部分，其中機械結(jié)構(gòu)噪聲遠小于風扇產(chǎn)生的氣動噪聲，而風扇結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變會極大地影響氣動噪聲。因此，研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時風扇風量以及噪聲特性對于指導工程設計、提高散熱效率、降低風扇噪聲有著極為重要的意義。
　　本文主要研究不同

3、結(jié)構(gòu)參數(shù)對于電動工具馬達風扇性能的影響，基于計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)數(shù)值模擬的方法安排仿真實驗，獲得完備的風扇性能影響曲線，其中，通過將仿真數(shù)據(jù)與特定結(jié)構(gòu)參數(shù)風扇的實驗數(shù)值進行對比來驗證仿真模型的準確性。首先，合理安排仿真實驗，通過逆向成型原理建立流道三維模型，然后在ICEM CFD中完成風扇流道模型的網(wǎng)格劃分，并在CFX中完成風扇的旋轉(zhuǎn)仿真，針對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的風扇流道，需要重復完

4、成建模、網(wǎng)格劃分和旋轉(zhuǎn)仿真過程。
　　對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，計算不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時的風量值，作為評價風扇性能的指標之一。采用多項式回歸的方法對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，擬合不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對風量的影響關(guān)系曲線，獲得定量或者定性的數(shù)學關(guān)系，并根據(jù)風扇旋轉(zhuǎn)時的氣動特性，分析風量的變化機理。對仿真實驗所獲得的噪聲數(shù)據(jù)進行分析，橫向研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對于風扇噪聲特性（包括整體噪聲、離散噪聲和寬頻帶噪聲）的影響，縱向研究了特定風扇尺寸下葉片以及流道的噪聲