工程機(jī)械動(dòng)力艙內(nèi)部熱環(huán)境仿真.pdf

1、工程機(jī)械在工作過程中，其動(dòng)力艙內(nèi)各元件的功率損失以對(duì)流換熱的形式散發(fā)到周圍的空氣中，使艙內(nèi)空氣溫度升高，如果這個(gè)溫度高于艙內(nèi)各元件允許的工作溫度，則會(huì)對(duì)其帶來許多不利的影響，甚至降低整機(jī)工作性能。因此，研究并預(yù)測(cè)動(dòng)力艙內(nèi)部的熱環(huán)境，控制艙內(nèi)溫度處于元件允許的正常工作溫度范圍內(nèi)，對(duì)工程機(jī)械的正常有效運(yùn)行有著很重要的工程實(shí)際意義。 本文所研究的模型為某型吊管機(jī)，在其發(fā)電工作過程中，動(dòng)力艙內(nèi)部產(chǎn)生高溫現(xiàn)象，超過了工作允許的最高溫度值6

2、0℃，局部區(qū)域甚至高達(dá)80℃。這使艙內(nèi)元件如發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、發(fā)電機(jī)等的燃油粘度、液壓油粘度以及工作電阻等參數(shù)都發(fā)生很大的變化，影響各元件的工作性能。本文將采用數(shù)值仿真方法研究動(dòng)力艙內(nèi)部的熱環(huán)境，確定其溫度場(chǎng)與速度場(chǎng)分布，分析影響動(dòng)力艙內(nèi)部熱環(huán)境的若干因素以及高溫產(chǎn)生的原因，并提出降低艙內(nèi)溫度的措施，從而為動(dòng)力艙結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)建議。 本文利用CFD軟件Fluent，對(duì)該型吊管機(jī)在發(fā)電工作狀態(tài)下動(dòng)力艙內(nèi)部的熱環(huán)境進(jìn)行了建模和

3、仿真。在模型中，認(rèn)為動(dòng)力艙內(nèi)部的空氣流動(dòng)為三維穩(wěn)態(tài)湍流，流體不可壓縮，采用工程實(shí)際中解決湍流問題最常用的雷諾時(shí)均方程法和K-ε雙方程數(shù)學(xué)模型對(duì)其進(jìn)行定義；仿真計(jì)算時(shí)，通過改變動(dòng)力艙的通風(fēng)口位置、大小及冷卻風(fēng)扇的風(fēng)向，共三個(gè)因素、計(jì)算8種不同工況，并分別從溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)及質(zhì)量流量分布三方面對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，討論了三個(gè)因素對(duì)內(nèi)部熱環(huán)境的影響規(guī)律。 仿真結(jié)果表明：通風(fēng)口位置及風(fēng)扇風(fēng)向?qū)?dòng)力艙內(nèi)部熱環(huán)境的影響程度要遠(yuǎn)大于通風(fēng)口大