ניתוח השוואתי של שיטות חישוב תרמי עבור מנועי מגנט קבוע עם מאוורר קירור
כדי להשוות ולנתח את ההיתכנות של שיטות חישוב תרמיות שונות בתכנון תרמי מוטורי וביישום הנדסי, נייר זה לוקח מאוורר עצמי מאוורר מגנט קבוע המנוע כמו אובייקט המחקר, ומנתח זרימת עבודה מניפה שלה, שדה נוזל המנוע עליית טמפרטורת המנוע. שיטת העבודה האנליטית ושיטת הכמות הסופית משמשים לחישוב נפח האוויר המדורג של מאוורר המנוע, והפצת המהירות של כל תחום הנוזל של המנוע מתקבלת בשיטת נפח סופי. בהתבסס על חישוב הנוזל, שיטת הנתיב התרמי המקביל ושיטת הכמות הסופית משמשים בהתאמה. עליית הטמפרטורה נאמדת. על ידי השוואת הערכים המחושבים לערכים הנמדדים, שתי השיטות בעלות אמינות מסוימת. שיטת הכמות הסופית מתאימה יותר לשיפור העיצוב ואופטימיזציה של המנוע. השיטה האנליטית יכולה לשמש לתכנון המנוע הנגזר והערכה ראשונית של התוכנית.
עם התפתחות של הכלכלה והחברה, הגנה על איכות הסביבה נמוכה פחמן ושימור אנרגיה יעילות גבוהה הפכו למוקד תשומת הלב בכל תחומי החיים. ביניהם, נדיר הארץ מגנטים קבועים מגנט קיבלו תשומת לב ויישום נרחב בשל המבנה הפשוט שלהם, גודל קטן, משקל קל ויעילות גבוהה. 2]. בתחום המעבר ברכבת, על מנת להגן באופן יעיל על מגנטים קבועים, מנוע מגנט קבוע בדרך כלל מאמצת מבנה סגור לחלוטין, מה שמוביל הסביבה פיזור חום עניים של המנוע; בנוסף, הגידול בצפיפות הספק של המנוע גורם לאובדן נפח היחידה שנוצר על ידי המנוע במהלך המבצע, אשר יגביר את המנוע. הטמפרטורה של כל חלק גדל. טמפרטורות גבוהות יותר עלולות לגרום נזק חמור לפעולה בטוחה של המנוע לאחר מגנט קבוע הוא demagnetized בלתי הפיך. כמרכיב הליבה של כלי תחבורה ברכבות, החישוב והאמידה המדויקים של שדה הטמפרטורה הפנימי של המנוע מניח בסיס מוצק להבטחת ההפעלה הבטוחה של המנוע, חיסכון בעלויות התכנון וקיצור מחזור הפיתוח. שיטות תכנון תרמי המנוע כוללים בעיקר שיטה נוסחה פשוטה, שיטת נתיב תרמי שווה, שיטת רשת תרמית שיטת חישוב מספרי. לשיטות אלה יש יתרונות וחסרונות במונחים של דיוק החישוב ושל מחזור התכנון.
על מנת ללמוד את היתכנות ואפקטיביות של שיטות חישוב שונות בתכנון תרמי מוטורי ויישומי הנדסה מעשיים, מאמר זה לוקח מנוע מגנט סינכרוני קבוע ומאוורר לחלוטין, המצויד במאוורר, כאובייקט המחקר, ומשווה את שיטות התכנון התרמי של המנוע. . במאמר זה, השיטה האנליטית ושיטת חישוב הסימולציה משמשים לחישוב ולהשוואה בין עליית הטמפרטורה של המנוע. ראשית, מאוורר המנוע ואת ערוץ הזרימה שלה הם חישבו אנליטית מדומה על ידי שדה נוזל תלת מימדי, כך המאוורר יכול להיות מיוצר תחת מצב עבודה מדורגים. נפח האוויר מחושב ואז ניתח בהתבסס על תוצאות חישוב שדה נוזל על ידי שיטת נתיב תרמי ושיטת נפח סופי [7-9]. רוטור המנוע מגנט קבוע בעצם אינו מייצר חום, ואת השיטה האנליטית המבוססת על שני נתיב חום המקור החום שווה מאומץ. שיטת החישוב היא פשוטה, ואת עליית הטמפרטורה של סליל מתפתל ניתן להעריך במהירות. זה נשפט מראש אם עיצוב ערכת אלקטרומגנטית של המנוע הוא סביר; בהתבסס על חישוב סימולציה של שיטת נפח סופי, הוא יכול לנתח ולהעריך את שדה נוזל העולמי שדה הטמפרטורה של המנוע, אשר תורמת יותר לשיפור ואופטימיזציה של ערכת המנוע.
