发电机组流场数值模拟及优化分析

发电机组冷却系统流场分析及冷却性能评估有助于确认冷却系统总流量大小、冷却风量分配比例和冷却风流速分布特性,确保风道流量分配均匀和高温区域冷却良好。以某开架发电机组为研究对象,根据冷却系统设计要点对其冷却系统进行了初始布局结构设计,采用流体分析软件STAR-CCM+搭建了开架发电机组冷却系统流场分析模型。结果表明,缸头风道风量占发动机风道总风量的48.77%,箱体底部风量占比为6.7%,不利于发动机缸头和机油的冷却。通过调整导流罩与散热片间距、风扇罩更改为渐扩线形式、箱体开孔与散热片形状及导流的匹配改动、拉盘开孔增大等方式形成了开架发电机组冷却系统结构改进方案。改进后该机组缸头风道风量占发动机风道总风量的61.83%,箱体底部风量占比为13.04%。缸头风道风量及箱体底部风量基本满足发动机缸温及油温的冷却需求。发动机各风道冷却风速度分布均匀,电机冷却较好,空滤器进风均来源于外界冷却风;消声器表面风速分布均匀,不存在流动死区且靠排气管处风速较大。该发电机组冷却系统可对机组实现较好的冷却,保障机组正常且长时间运行。研究结果可为发电机组冷却系统布局设计及结构改进提供参考。

     

发电机组温度场数值模拟及分析

为研究发电机组温度场分布特性,基于CFD方法建立了发电机组温度场分析模型,利用耦合分析（Co-simulation）方法进行温度场模型的数值求解。结果表明: 消声器前护罩温度仿真值与实验测试值的误差约4.9%,从而验证了分析模型是有效的;发动机缸头及箱体表面速度分布均匀,不存在速度死区;发动机最高温度约为200 ℃;定子及其绕组线圈最大温度约为120 ℃,未超过线圈最高温度不得超过150 ℃的承受范围;变频器系统的最大温度是91.66 ℃。温度场分析结果可为发电机组散热的评估提供量化数据参考。     

发动机传动箱流场的数值模拟研究

为确保发动机传动箱结构设计的合理性,减少开发发动机传动箱时的实验次数并缩短开发周期,保证发动机传动箱内部良好的冷却效果,基于计算流体力学仿真分析方法,对发动机传动箱内冷却流场细节进行数值模拟分析,并获取了最小传动比状态下和最大传动比状态下的进风量、风速分布云图。流场分析结果显示：在传动箱冷却结构的两种设计方案中,设计方案二比设计方案一在小传动比状态下的总风量增大约20.9g/s,增加比例约为21%;设计方案二比设计方案一在大传动比状态下的总风量增大约10.7g/s,增加比例约为65%。分析可知,传动箱冷却结构设计方案二的风速分布比设计方案一稍好,原因在于设计方案二在设计方案一基础上增加了进风口面积,调整了出风口位置,在提升风量的同时改进了出风方向,降低进风阻力且合理利用了冷却风,有利于传动箱的散热。研究结果对传动箱的设计评价具有一定的参考价值。     

基于CFD的摩托车散热器流场模拟及节温器的影响分析

为研究摩托车散热器流场特性及其流动阻力,基于CFD方法,采用STAR-CCM+流体仿真软件对摩托车散热器流场进行数值模拟,并研究节温器不同小循环管路内径对散热器流动阻力的影响.结果表明原节温器状态下,散热器在节温器全开(小循环)时进出口压降约为52 kPa;而散热器在节温器全闭合时(大循环)进出口压降约为187 kPa...