Köszönjük, hogy meglátogatta a Nature.com oldalt.Korlátozott CSS-támogatással rendelkező böngészőverziót használ.A legjobb élmény érdekében javasoljuk, hogy használjon frissített böngészőt (vagy kapcsolja ki a kompatibilitási módot az Internet Explorerben).Addig is a folyamatos támogatás érdekében stílusok és JavaScript nélkül jelenítjük meg az oldalt.
Az üzemeltetési költségek és a motor élettartama miatt rendkívül fontos a megfelelő motorhőkezelési stratégia.Ez a cikk hőkezelési stratégiát dolgozott ki az indukciós motorokhoz a jobb tartósság és a hatékonyság javítása érdekében.Emellett kiterjedt áttekintésre került a motorhűtési módszerekre vonatkozó szakirodalom.Fő eredményként egy nagy teljesítményű léghűtéses aszinkron motor termikus számítását adjuk meg, figyelembe véve a hőelosztás jól ismert problémáját.Ezenkívül ez a tanulmány egy integrált megközelítést javasol két vagy több hűtési stratégiával a jelenlegi igények kielégítésére.Egy 100 kW-os léghűtéses aszinkron motor modelljének numerikus tanulmányozása és ugyanezen motor továbbfejlesztett hőkezelési modellje, ahol a motor hatásfokának jelentős növekedése a léghűtés és az integrált vízhűtő rendszer kombinációjával érhető el. végrehajtani.Egy integrált lég- és vízhűtéses rendszert tanulmányoztak a SolidWorks 2017 és az ANSYS Fluent 2021 verzióival.Három különböző vízáramot (5 l/perc, 10 l/perc és 15 l/perc) elemeztek a hagyományos léghűtéses indukciós motorokhoz képest, és ellenőrizték a rendelkezésre álló publikált források felhasználásával.Az elemzés azt mutatja, hogy különböző áramlási sebességeknél (5 l/perc, 10 l/perc és 15 l/perc) 2,94%-os, 4,79%-os és 7,69%-os hőmérséklet-csökkenést kaptunk.Ezért az eredmények azt mutatják, hogy a beépített indukciós motor hatékonyan csökkenti a hőmérsékletet a léghűtéses aszinkronmotorhoz képest.
Az elektromos motor a modern műszaki tudomány egyik kulcsfontosságú találmánya.Az elektromos motorokat a háztartási készülékektől a járművekig mindenben használják, beleértve az autó- és repülőgépipart is.Az elmúlt években az indukciós motorok (AM) népszerűsége megnőtt a nagy indítási nyomaték, a jó fordulatszám szabályozás és a mérsékelt túlterhelés miatt (1. ábra).Az indukciós motorok nem csak az izzóit világítják meg, hanem táplálják otthonában a legtöbb eszközt, a fogkefétől a Tesláig.A mechanikai energiát az IM-ben az állórész és a forgórész tekercseinek mágneses mezőjének érintkezése hozza létre.Ezenkívül az IM életképes megoldás a ritkaföldfémek korlátozott kínálata miatt.Az AD-k fő hátránya azonban, hogy élettartamuk és hatékonyságuk nagyon érzékeny a hőmérsékletre.Az indukciós motorok fogyasztják a világ villamosenergia-fogyasztásának körülbelül 40%-át, ami arra késztet bennünket, hogy e gépek energiafogyasztásának kezelése kritikus fontosságú.
Az Arrhenius-egyenlet kimondja, hogy az üzemi hőmérséklet minden 10°C-os emelkedésével a teljes motor élettartama felére csökken.Ezért a gép megbízhatóságának biztosítása és a termelékenység növelése érdekében figyelmet kell fordítani a vérnyomás hőszabályozására.A múltban a hőelemzést elhanyagolták, és a motortervezők csak a perifériákon vették figyelembe a problémát, a tervezési tapasztalatok vagy más méretváltozók, például a tekercs áramsűrűsége stb. alapján. Ezek a megközelítések nagy biztonsági sávok alkalmazásához vezetnek a legrosszabb esetben. esetek fűtési körülményei, ami a gép méretének növekedését és ezáltal a költségek növekedését eredményezi.
A termikus elemzésnek két típusa van: a csomópontos áramkör elemzés és a numerikus módszerek.Az analitikai módszerek fő előnye a gyors és pontos számítások elvégzésének képessége.Azonban jelentős erőfeszítéseket kell tenni az áramkörök megfelelő pontosságú meghatározására a hőpályák szimulálásához.Másrészt a numerikus módszereket durván felosztják számítási folyadékdinamikára (CFD) és szerkezeti hőelemzésre (STA), amelyek mindegyike végeselem-elemzést (FEA) használ.A numerikus elemzés előnye, hogy lehetővé teszi az eszköz geometriájának modellezését.A rendszerbeállítás és a számítások azonban néha nehézkesek lehetnek.Az alábbiakban tárgyalt tudományos cikkek válogatott példák különféle modern indukciós motorok termikus és elektromágneses elemzésére.Ezek a cikkek arra késztették a szerzőket, hogy tanulmányozzák az aszinkron motorok hőjelenségeit és hűtési módjait.
Pil-Wan Han1 az MI termikus és elektromágneses elemzésével foglalkozott.A termikus elemzéshez a csomózott áramkör elemzési módszert, az elektromágneses elemzéshez pedig az időben változó mágneses végeselem módszert használják.Annak érdekében, hogy bármilyen ipari alkalmazásban megfelelően biztosítsák a túlmelegedés elleni védelmet, az állórész tekercsének hőmérsékletét megbízhatóan meg kell becsülni.Ahmed és munkatársai 2 egy magasabb rendű hőhálózati modellt javasoltak mély termikus és termodinamikai megfontolások alapján.Az ipari hővédelmi célú termikus modellezési módszerek kidolgozása az analitikai megoldásokon és a termikus paraméterek figyelembevételén alapul.
Nair és munkatársai 3 egy 39 kW-os IM és egy 3D numerikus hőelemzés kombinált elemzését alkalmazták egy elektromos gép hőeloszlásának előrejelzésére.Ying és munkatársai 4 ventilátorhűtésű, teljesen zárt (TEFC) IM-eket elemeztek 3D hőmérséklet-becsléssel.Moon et al.5 tanulmányozta az IM TEFC hőáramlási tulajdonságait CFD segítségével.Az LPTN motoros átmenet modelljét Todd et al.6 adták meg.A kísérleti hőmérsékleti adatokat a javasolt LPTN-modellből származó számított hőmérsékletekkel együtt használjuk.Peter és munkatársai 7 CFD-t használtak az elektromos motorok termikus viselkedését befolyásoló légáramlás vizsgálatára.
Cabral és munkatársai8 egy egyszerű IM termikus modellt javasoltak, amelyben a gép hőmérsékletét a hengerhő diffúziós egyenlet alkalmazásával kaptuk meg.Nategh és munkatársai 9 egy önszellőző vontatómotor-rendszert tanulmányoztak CFD segítségével, hogy teszteljék az optimalizált alkatrészek pontosságát.Így numerikus és kísérleti vizsgálatokkal lehet szimulálni az indukciós motorok hőelemzését, lásd a 2. ábrát.2.
Yinye és munkatársai 10 olyan tervet javasoltak, amely javítja a hőkezelést a szabványos anyagok közös termikus tulajdonságainak és a gépalkatrész-veszteség közös forrásainak kihasználásával.Marco és munkatársai11 kritériumokat mutattak be a gépalkatrészek hűtőrendszereinek és vízköpenyeinek tervezéséhez CFD és LPTN modellek használatával.Yaohui et al.12 különféle iránymutatásokat ad a megfelelő hűtési módszer kiválasztásához és a teljesítmény értékeléséhez a tervezési folyamat korai szakaszában.Nell és munkatársai13 modellek használatát javasolták a csatolt elektromágneses-termikus szimulációhoz egy adott értéktartományra, részletezettségi szintre és számítási teljesítményre egy multifizikai probléma esetén.Jean és mtsai14 és Kim és mtsai15 egy léghűtéses indukciós motor hőmérséklet-eloszlását tanulmányozták 3D csatolású FEM mező segítségével.Számítsa ki a bemeneti adatokat 3D örvényáramú térelemzéssel, hogy megtalálja a Joule-veszteségeket, és felhasználja azokat termikus elemzéshez.
Michel és munkatársai16 szimulációk és kísérletek segítségével hasonlították össze a hagyományos centrifugális hűtőventilátorokat különféle kivitelű axiális ventilátorokkal.Az egyik ilyen kialakítás kis, de jelentős javulást ért el a motor hatásfokában, miközben változatlan üzemi hőmérsékletet tartott.
Lu és munkatársai17 az ekvivalens mágneses áramkör módszerét a Boglietti-modellel kombinálva becsülték meg az indukciós motor tengelyén jelentkező vasveszteséget.A szerzők feltételezik, hogy a mágneses fluxussűrűség eloszlása az orsómotoron belül bármely keresztmetszetben egyenletes.Módszerüket összehasonlították a végeselemes elemzés és a kísérleti modellek eredményeivel.Ez a módszer használható az MI expressz elemzésére, de pontossága korlátozott.
A 18. ábra különböző módszereket mutat be lineáris indukciós motorok elektromágneses terének elemzésére.Közülük a reaktív sínek teljesítményveszteségének becslésére, valamint a vontatási lineáris indukciós motorok hőmérséklet-emelkedésének előrejelzésére szolgáló módszereket ismertetnek.Ezekkel a módszerekkel javítható a lineáris indukciós motorok energiaátalakítási hatékonysága.
Zabdur et al.19 háromdimenziós numerikus módszerrel vizsgálta a hűtőköpenyek teljesítményét.A hűtőköpeny a háromfázisú IM fő hűtőfolyadék forrásaként vizet használ, ami fontos a szivattyúzáshoz szükséges teljesítmény és maximális hőmérséklet szempontjából.Rippel és mtsai.20 szabadalmaztatta a folyadékhűtő rendszerek új megközelítését, az úgynevezett keresztirányú laminált hűtést, amelyben a hűtőközeg keresztirányban áramlik át keskeny tartományokon, amelyeket egymás mágneses laminálásában lévő lyukak alkotnak.Deriszade et al.21 kísérletileg vizsgálta az autóipari vontatómotorok hűtését etilénglikol és víz keverékével.Értékelje a különféle keverékek teljesítményét CFD és 3D turbulens folyadékanalízissel.Boopathi és munkatársai22 szimulációs tanulmánya kimutatta, hogy a vízhűtéses motorok hőmérséklet-tartománya (17-124°C) lényegesen kisebb, mint a léghűtéses motoroké (104-250°C).Az alumínium vízhűtéses motor maximális hőmérséklete 50,4%-kal, a PA6GF30 vízhűtéses motor maximális hőmérséklete pedig 48,4%-kal csökken.Bezukov és munkatársai23 folyadékhűtő rendszerrel értékelték a vízkőképződés hatását a motorfal hővezető képességére.Tanulmányok kimutatták, hogy egy 1,5 mm vastag oxidfilm 30%-kal csökkenti a hőátadást, növeli az üzemanyag-fogyasztást és csökkenti a motor teljesítményét.
Tanguy és munkatársai24 kísérleteket végeztek különböző áramlási sebességekkel, olajhőmérsékletekkel, forgási sebességekkel és befecskendezési módokkal kenőolajat hűtőközegként használó villanymotorokhoz.Erős összefüggést állapítottak meg az áramlási sebesség és az általános hűtési hatékonyság között.Ha és munkatársai 25 javasolták a csepegtető fúvókák használatát fúvókákként az olajfilm egyenletes eloszlására és a motor hűtési hatékonyságának maximalizálására.
Nandi et al.26 elemezte az L alakú lapos hőcsövek hatását a motor teljesítményére és a hőkezelésre.A hőcső elpárologtató része a motorházba van beépítve, vagy a motor tengelyébe van eltemetve, a kondenzátor rész pedig keringtetett folyadékkal vagy levegővel van felszerelve és hűtve.Bellettre et al.27 PCM szilárd-folyadék hűtőrendszert tanulmányozott tranziens motor állórészéhez.A PCM impregnálja a tekercsfejeket, csökkenti a forró pont hőmérsékletét a látens hőenergia tárolásával.
Így a motor teljesítményét és hőmérsékletét különböző hűtési stratégiák segítségével értékelik, lásd az ábrát.3. Ezeket a hűtőköröket a tekercsek, lemezek, tekercsfejek, mágnesek, váz és véglemezek hőmérsékletének szabályozására tervezték.
A folyékony hűtőrendszerek hatékony hőátadásukról ismertek.A hűtőfolyadék motor körüli pumpálása azonban sok energiát fogyaszt, ami csökkenti a motor effektív teljesítményét.A léghűtéses rendszerek ezzel szemben alacsony költségük és egyszerű korszerűsítésük miatt széles körben alkalmazott módszer.Azonban még mindig kevésbé hatékony, mint a folyékony hűtőrendszerek.Olyan integrált megközelítésre van szükség, amely képes kombinálni a folyadékhűtéses rendszer magas hőátadási teljesítményét a léghűtéses rendszer alacsony költségével, anélkül, hogy többletenergiát fogyasztana.
Ez a cikk felsorolja és elemzi az AD hőveszteségeit.Ennek a problémának a mechanizmusát, valamint az indukciós motorok fűtését és hűtését az indukciós motorok hővesztesége a hűtési stratégiákon keresztül című fejezet ismerteti.Az indukciós motor magjának hővesztesége hővé alakul.Ezért ez a cikk a motoron belüli hővezetési és kényszerkonvekciós hőátadás mechanizmusát tárgyalja.Az IM termikus modellezése folytonossági egyenletek, Navier-Stokes/impulzus egyenletek és energiaegyenletek felhasználásával.A kutatók analitikai és numerikus hővizsgálatokat végeztek az IM-en, hogy megbecsüljék az állórész tekercseinek hőmérsékletét, kizárólag az elektromos motor hőszabályozásának szabályozása céljából.Ez a cikk a léghűtéses IM-ek hőelemzésére, valamint az integrált léghűtéses és vízhűtéses IM-ek termikus elemzésére összpontosít CAD-modellezés és ANSYS Fluent szimuláció segítségével.A lég- és vízhűtéses rendszerek integrált továbbfejlesztett modelljének termikus előnyeit mélyrehatóan elemzik.Mint fentebb említettük, az itt felsorolt dokumentumok nem az indukciós motorok hőjelenségeinek és hűtésének területén a technika állását foglalják össze, de számos olyan problémát jeleznek, amelyeket az aszinkronmotorok megbízható működésének biztosítása érdekében meg kell oldani. .
A hőveszteséget általában rézveszteségre, vasveszteségre és súrlódási/mechanikai veszteségre osztják.
A rézveszteség a vezető ellenállása miatti Joule-melegítés eredménye, és 10,28-ban mérhető:
ahol q̇g a keletkezett hő, I és Ve a névleges áram és feszültség, Re pedig a réz ellenállása.
A vasveszteség, más néven parazitaveszteség a második fő veszteségtípus, amely hiszterézist és örvényáram-veszteséget okoz az AM-ben, elsősorban az időben változó mágneses tér miatt.Számszerűsítésüket a kiterjesztett Steinmetz-egyenlet adja, amelynek együtthatói az üzemi körülményektől függően állandónak vagy változónak tekinthetők10,28,29.
ahol Khn a magveszteség diagramból származtatott hiszterézis veszteségi tényező, Ken az örvényáram veszteségi tényező, N a harmonikus index, Bn és f a nem szinuszos gerjesztés csúcsáram-sűrűsége és frekvenciája.A fenti egyenlet tovább egyszerűsíthető a következőképpen:10,29:
Ezek közül a K1 és K2 a magveszteségi tényező és az örvényáram-veszteség (qec), a hiszterézisveszteség (qh) és a többletveszteség (qex).
A szélterhelés és a súrlódási veszteségek a mechanikai veszteségek két fő oka az IM-ben.A szél és a súrlódási veszteség 10,
A képletben n a forgási sebesség, Kfb a súrlódási veszteségek együtthatója, D a forgórész külső átmérője, l a forgórész hossza, G a 10 rotor tömege.
A motoron belüli hőátadás elsődleges mechanizmusa a vezetésen és a belső fűtésen keresztül történik, amint azt a példában alkalmazott Poisson-egyenlet30 határozza meg:
Működés közben, egy bizonyos időpont után, amikor a motor eléri az állandósult állapotot, a keletkező hő a felületi hőáram állandó melegítésével közelíthető.Ezért feltételezhető, hogy a motoron belüli vezetés belső hő felszabadulásával történik.
A bordák és a környező atmoszféra közötti hőátadást kényszerkonvekciónak tekintjük, amikor a folyadékot külső erő kényszeríti egy bizonyos irányba.A konvekciót 30-al fejezhetjük ki:
ahol h a hőátbocsátási tényező (W/m2 K), A a felület, ΔT pedig a hőátadó felület és a felületre merőleges hűtőközeg közötti hőmérsékletkülönbség.A Nusselt-szám (Nu) a konvektív és a vezetőképes hőátadás arányának mértéke a határra merőlegesen, és a lamináris és turbulens áramlás jellemzői alapján választják ki.Az empirikus módszer szerint a turbulens áramlás Nusselt-számát általában a Reynolds-számmal és a Prandtl-számmal társítják, 30-ban kifejezve:
ahol h a konvektív hőátbocsátási tényező (W/m2 K), l a karakterisztikus hossz, λ a folyadék hővezető képessége (W/m K), és a Prandtl-szám (Pr) a hőátadási tényező arányának mértéke. az impulzusdiffúziós együttható a hődiffúzivitáshoz (vagy a termikus határréteg sebességéhez és relatív vastagságához), 30-ban meghatározott:
ahol k és cp a folyadék hővezető képessége és fajlagos hőkapacitása.Általában a levegő és a víz a leggyakoribb hűtőfolyadékok az elektromos motorokhoz.A levegő és a víz folyékony tulajdonságait környezeti hőmérsékleten az 1. táblázat mutatja.
Az IM termikus modellezés a következő feltevéseken alapul: 3D egyensúlyi állapot, turbulens áramlás, levegő ideális gáz, elhanyagolható sugárzás, newtoni folyadék, összenyomhatatlan folyadék, csúszásmentes állapot és állandó tulajdonságok.Ezért a következő egyenleteket használjuk a tömeg, az impulzus és az energia megmaradásának törvényei folyékony tartományban való teljesítésére.
Általános esetben a tömegmegmaradási egyenlet egyenlő a folyadékkal a cellába beáramló nettó tömegárammal, amelyet a következő képlet határoz meg:
Newton második törvénye szerint a folyékony részecske lendületének változási sebessége megegyezik a rá ható erők összegével, és az általános impulzusmegmaradási egyenlet vektor formában így írható fel:
A fenti egyenletben szereplő ∇p, ∇∙τij és ρg kifejezések a nyomást, a viszkozitást és a gravitációt jelentik.A gépekben hűtőközegként használt hűtőközegeket (levegő, víz, olaj stb.) általában newtoninak tekintik.Az itt bemutatott egyenletek csak lineáris kapcsolatot tartalmaznak a nyírófeszültség és a nyírási irányra merőleges sebességgradiens (nyúlási sebesség) között.Figyelembe véve az állandó viszkozitást és az egyenletes áramlást, a (12) egyenlet 31-re változtatható:
A termodinamika első főtétele szerint a folyékony részecske energiájának változási sebessége megegyezik a folyékony részecske által termelt nettó hő és a folyékony részecske által termelt nettó teljesítmény összegével.Newtoni összenyomható viszkózus áramlás esetén az energiamegmaradási egyenlet a következőképpen fejezhető ki31:
ahol Cp a hőkapacitás állandó nyomáson, és a ∇ ∙ (k∇T) kifejezés a folyékony cella határán keresztüli hővezető képességgel kapcsolatos, ahol k a hővezető képességet jelöli.A mechanikai energia hővé alakítását a \(\varnothing\) (azaz a viszkózus disszipáció függvénye) szerint értelmezzük, és a következőképpen határozzuk meg:
Ahol \(\rho\) a folyadék sűrűsége, \(\mu\) a folyadék viszkozitása, u, v és w a folyadéksebesség x, y, z irányának potenciálja.Ez a kifejezés a mechanikai energia hőenergiává történő átalakulását írja le, és figyelmen kívül hagyható, mert ez csak akkor fontos, ha a folyadék viszkozitása nagyon magas, és a folyadék sebességgradiense nagyon nagy.Állandó áramlás, állandó fajhő és hővezetőképesség esetén az energiaegyenlet a következőképpen módosul:
Ezeket az alapegyenleteket lamináris áramlásra oldjuk meg a derékszögű koordinátarendszerben.Sok más műszaki problémához hasonlóan azonban az elektromos gépek működése is elsősorban turbulens áramlásokhoz kötődik.Ezért ezeket az egyenleteket úgy módosítják, hogy létrehozzák a Reynolds Navier-Stokes (RANS) átlagoló módszert a turbulencia modellezéshez.
Ebben a munkában az ANSYS FLUENT 2021 programot választottuk a CFD modellezéshez a megfelelő peremfeltételekkel, mint például a vizsgált modell: léghűtéses aszinkron motor, 100 kW teljesítményű, a rotor átmérője 80,80 mm, átmérője állórész 83,56 mm (belső) és 190 mm (külső), légrés 1,38 mm, teljes hossza 234 mm, mennyisége, bordák vastagsága 3 mm..
A SolidWorks léghűtéses motormodellt ezután importálják az ANSYS Fluentbe, és szimulálják.Ezenkívül a kapott eredményeket ellenőrzik, hogy biztosítsák az elvégzett szimuláció pontosságát.Ezenkívül egy integrált lég- és vízhűtéses IM modellezése SolidWorks 2017 szoftverrel történt, és az ANSYS Fluent 2021 szoftverrel szimulált (4. ábra).
Ennek a modellnek a kialakítását és méreteit a Siemens 1LA9 alumínium sorozat ihlette, és a SolidWorks 2017 modellezi. A modellt némileg módosították, hogy megfeleljen a szimulációs szoftver igényeinek.Módosítsa a CAD-modelleket a nemkívánatos részek, a letörések, letörések és egyebek eltávolításával, amikor az ANSYS Workbench 2021-el modellez.
Tervezési újítás a vízköpeny, melynek hosszát az első modell szimulációs eredményei alapján határoztuk meg.Néhány változtatás történt a vízköpeny-szimulációban, hogy a legjobb eredményeket érje el a derék ANSYS-ben történő használatakor.ábrán láthatók az IM különböző részei.5a–f.
(A).Rotormag és IM tengely.b) IM állórész mag.c) IM állórész tekercselés.d) A hibajelző külső kerete.(e) IM vízköpeny.f) levegő- és vízhűtéses IM modellek kombinációja.
A tengelyre szerelt ventilátor állandó 10 m/s légáramlást és 30 °C hőmérsékletet biztosít a bordák felületén.A ráta értékét véletlenszerűen választjuk meg a cikkben elemzett vérnyomás kapacitásától függően, amely nagyobb, mint az irodalomban jelzett.A forró zóna magában foglalja a forgórészt, az állórészt, az állórész tekercseket és a rotor ketrecrudait.Az állórész és a forgórész anyaga acél, a tekercsek és a ketrec rudak réz, a keret és a bordák alumínium.Az ezeken a területeken keletkező hőt elektromágneses jelenségek okozzák, mint például a Joule-melegedés, amikor külső áramot vezetnek át egy réztekercsen, valamint a mágneses tér változásai.A különböző komponensek hőleadási sebességét a 100 kW-os IM-hez rendelkezésre álló különféle szakirodalomból vettük.
Az integrált léghűtéses és vízhűtéses IM-ek a fenti feltételek mellett vízköpenyt is tartalmaztak, amelyben a hőátadási képességeket és a szivattyú teljesítményigényét elemezték különböző vízáramlási sebességeknél (5 l/perc, 10 l/min). és 15 l/perc).Ezt a szelepet választottuk minimális szelepnek, mivel az eredmények nem változtak jelentősen 5 l/perc alatti áramlás esetén.Emellett a 15 l/perc áramlási sebességet választottuk maximális értéknek, mivel a szivattyúteljesítmény jelentősen nőtt annak ellenére, hogy a hőmérséklet tovább csökkent.
Különféle IM modelleket importáltak az ANSYS Fluentbe, és az ANSYS Design Modeler segítségével tovább szerkesztették.Továbbá egy 0,3 × 0,3 × 0,5 m méretű doboz alakú burkolatot építettek az AD köré, hogy elemezzék a levegő mozgását a motor körül, és tanulmányozzák a hőnek a légkörbe való távozását.Hasonló elemzéseket végeztek integrált lég- és vízhűtéses IM-eknél is.
Az IM modell modellezése CFD és FEM numerikus módszerekkel történik.A hálók a CFD-ben vannak beépítve, hogy egy tartományt bizonyos számú komponensre osztva megoldást találjanak.A megfelelő elemméretű tetraéderes hálókat a motoralkatrészek általános komplex geometriájára használják.Minden felületet 10 réteggel töltöttek fel, hogy pontos felületi hőátadási eredményeket kapjunk.ábrán látható két MI modell rácsgeometriája.6a, b.
Az energiaegyenlet lehetővé teszi a hőátadás tanulmányozását a motor különböző területein.A külső felület körüli turbulencia modellezésére a standard falfunkciókkal rendelkező K-epsilon turbulencia modellt választottuk.A modell figyelembe veszi a kinetikus energiát (Ek) és a turbulens disszipációt (epszilon).A rezet, alumíniumot, acélt, levegőt és vizet szabványos tulajdonságaik alapján választották ki a megfelelő alkalmazásokhoz.A hőleadási sebességek (lásd a 2. táblázatot) bemenetként vannak megadva, és a különböző akkumulátorzónák 15, 17, 28, 32-re vannak beállítva. A levegő sebességét a motorház felett mindkét motormodellnél 10 m/s-ra állítottuk be. Ezenkívül három különböző vízmennyiséget vettünk figyelembe a vízköpeny esetében (5 l/perc, 10 l/perc és 15 l/perc).A nagyobb pontosság érdekében az összes egyenlet maradékát 1 × 10–6 értékre állítottuk be.Válassza a SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Equations) algoritmust a Navier Prime (NS) egyenletek megoldásához.A hibrid inicializálás befejezése után a telepítés 500 iterációt fog futtatni, a 7. ábra szerint.
Feladás időpontja: 2023. július 24