永磁渦流傳動裝置散熱系統(tǒng)分析及優(yōu)化.pdf

1、永磁渦流傳動裝置在工作過程中由于渦流而產(chǎn)生熱量，熱量的積聚會導致導體盤溫度升高，對于礦井下工作安全性有很大威脅，且由于主從動盤工作氣隙小，積聚的溫度通過熱對流傳遞給永磁體，而導致永磁體溫度升高退磁失效。除了風冷、水冷、油冷等強迫對流方式以外，肋片散熱器是永磁渦流傳動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、散熱性能好且花費低而倍受歡迎。以前的大量研究主要集中在水平放置，強迫對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，本文的工作對此進行了擴展和深入探究，討論和分析了自然對流狀態(tài)下豎直均布在導體盤上的弧形散熱片布置位置和尺寸的大小對于散熱性能的影響。并用ANSYS仿真分析，最后通過實驗驗證。
　　采用最小熵產(chǎn)理論，進行公式推導與計算，提出了對散熱片的機構(gòu)幾何尺寸中肋片高度H，起終止點與導體盤心連線的夾角α，起終止點連線作為弦長的肋弧所對應的圓心角β，肋片前后兩平行弧面間距s，肋片個數(shù)n作為熱阻的自變量，熵產(chǎn)率Q為目標函數(shù)進行分析設計。先利

3、用實驗臺常量參數(shù)計算出導體銅盤的溫度作為熱源，然后利用MATLAB進行最優(yōu)化參數(shù)設計，計算出合理設計尺寸范圍內(nèi)弧形肋片在最佳散熱性能阻情況下所對應的設計尺寸，再結(jié)合實際工況改善進行SolidWorks建模，利用Fluent的流固耦合模塊進行有限元仿真，驗證分析在弧形肋片最優(yōu)設計情況下的散熱效果、安全性以及永磁體的工作最高溫度。此外，在MATLAB分析時，本文還就各變量尺寸與散熱性能的相關(guān)性的變化趨勢進行了分析與說明，為實際工況下兼顧性價

4、比時，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，加入了溫度場分析，為額外設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，作為驗證數(shù)值模擬結(jié)果正確性的手段，本文給出相應的實驗設計方案，并對后續(xù)研究工作提出了建議。
　　對于永磁渦流傳動裝置大功率情況下的不規(guī)則散熱片，以最小熱源為指導思想進行最優(yōu)化散熱的研究設計，提出了MATLAB參數(shù)優(yōu)化及相關(guān)性分析、Fluent流固耦合分析與實驗臺驗證相結(jié)合的優(yōu)化方式，為