永磁渦流傳動(dòng)裝置散熱系統(tǒng)分析及優(yōu)化.pdf

1、永磁渦流傳動(dòng)裝置在工作過(guò)程中由于渦流而產(chǎn)生熱量，熱量的積聚會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體盤(pán)溫度升高，對(duì)于礦井下工作安全性有很大威脅，且由于主從動(dòng)盤(pán)工作氣隙小，積聚的溫度通過(guò)熱對(duì)流傳遞給永磁體，而導(dǎo)致永磁體溫度升高退磁失效。除了風(fēng)冷、水冷、油冷等強(qiáng)迫對(duì)流方式以外，肋片散熱器是永磁渦流傳動(dòng)裝置廣泛采用的有效散熱一種方式，而肋片散熱器由于性能穩(wěn)定、散熱性能好且花費(fèi)低而倍受歡迎。以前的大量研究主要集中在水平放置，強(qiáng)迫對(duì)流的矩形直肋散熱片，弧肋的散熱面積更大，散熱效

2、果更好，本文的工作對(duì)此進(jìn)行了擴(kuò)展和深入探究，討論和分析了自然對(duì)流狀態(tài)下豎直均布在導(dǎo)體盤(pán)上的弧形散熱片布置位置和尺寸的大小對(duì)于散熱性能的影響。并用ANSYS仿真分析，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　采用最小熵產(chǎn)理論，進(jìn)行公式推導(dǎo)與計(jì)算，提出了對(duì)散熱片的機(jī)構(gòu)幾何尺寸中肋片高度H，起終止點(diǎn)與導(dǎo)體盤(pán)心連線的夾角α，起終止點(diǎn)連線作為弦長(zhǎng)的肋弧所對(duì)應(yīng)的圓心角β，肋片前后兩平行弧面間距s，肋片個(gè)數(shù)n作為熱阻的自變量，熵產(chǎn)率Q為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。先利

3、用實(shí)驗(yàn)臺(tái)常量參數(shù)計(jì)算出導(dǎo)體銅盤(pán)的溫度作為熱源，然后利用MATLAB進(jìn)行最優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)，計(jì)算出合理設(shè)計(jì)尺寸范圍內(nèi)弧形肋片在最佳散熱性能阻情況下所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)尺寸，再結(jié)合實(shí)際工況改善進(jìn)行SolidWorks建模，利用Fluent的流固耦合模塊進(jìn)行有限元仿真，驗(yàn)證分析在弧形肋片最優(yōu)設(shè)計(jì)情況下的散熱效果、安全性以及永磁體的工作最高溫度。此外，在MATLAB分析時(shí)，本文還就各變量尺寸與散熱性能的相關(guān)性的變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析與說(shuō)明，為實(shí)際工況下兼顧性價(jià)

4、比時(shí)，弧形肋片尺寸與布置的選擇提供了理論依據(jù);在Fluent分析時(shí)，加入了溫度場(chǎng)分析，為額外設(shè)置流體冷卻系輔助散熱提供了尺寸及布置位置的依據(jù)。最后，作為驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果正確性的手段，本文給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)后續(xù)研究工作提出了建議。
　　對(duì)于永磁渦流傳動(dòng)裝置大功率情況下的不規(guī)則散熱片，以最小熱源為指導(dǎo)思想進(jìn)行最優(yōu)化散熱的研究設(shè)計(jì)，提出了MATLAB參數(shù)優(yōu)化及相關(guān)性分析、Fluent流固耦合分析與實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證相結(jié)合的優(yōu)化方式，為