防爆电机散热方式可以用软件直接模拟

一、Fluent软件简介

CFD软件中 , Fluent软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。Fluent的软件设计基于"CFD计算机软件群的概念" ,针对每一种流动的物理问题的特点 ,采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网络技术及成熟的物理模型,使FLUENT在转捩与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型,使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型。

二、用Fluent建模模拟防爆电机的改进散热过程

首先,在CAD软件中建立电机的基本3维模型。然后导入GamBit软件中,进行网格的划分,定义求解区域,设定边界条件,输出网格文件。然后启动Fluent软件选择求解器,导入上一步做好的网格文件。对网格文件进行基本的运算和检查后,定义求解的计算模型、操作环境的设置、流体物理性质的定义、边界条件的设置、求解方法的设定和控制。最后进行迭代运算和图形及数据的后处理。

由于防暴电机的模拟运算过于复杂,对模型进行一些简化处理。由给定功率防爆电机的转速和转子上叶轮的几何尺寸及转子空所开孔径的大小,计算出空气的流速。在Fluent模型中将转子和定子定义为给定的热源,为热电阻,作等效热路。在转子所开的孔槽中通以给定速度和断流换热系数的空气,该速度由转子的转速和轴流叶片的结构算出。对于定子外壳的水冷改进部分不做研究,主要工作为确认内部转子的轴流式风扇改进的散热效果。

三、Fluent结果的观察和该新散热方式效果对比

经过Fluent数值模拟,导出计算结果,观察该散热方式下的散热效果。与常规散热方式对比,确认该方式的可行性和潜力。目前,根据我们所查找的文献资料,用fluent求解防爆电机内部的热分布及散热情况在国内很少有相关研究成果。因此,该方式只作为本次论文的一个尝试项目。因实际问题的复杂性和条件的限制和时间的关系,若该方案无法得出理想结果,则将更换方案,采用其他方法来求解。

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关键词:防爆电机

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