Dankon pro vizito de Nature.com.Vi uzas retumilon kun limigita CSS-subteno.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Pro la operaciaj kostoj kaj longviveco de la motoro, taŭga motora termika administradstrategio estas ekstreme grava.Ĉi tiu artikolo evoluigis termikan administradstrategion por induktomotoroj por disponigi pli bonan fortikecon kaj plibonigi efikecon.Krome, ampleksa revizio de la literaturo pri motoraj malvarmigaj metodoj estis farita.Kiel ĉefa rezulto, termika kalkulo de alta potenco aero-malvarmigita nesinkrona motoro estas donita, konsiderante la konatan problemon de varmodistribuo.Krome, ĉi tiu studo proponas integran aliron kun du aŭ pli da malvarmigo-strategioj por renkonti aktualajn bezonojn.Nombra studo de modelo de 100 kW aermalvarmigita nesinkrona motoro kaj plibonigita termomastrumadmodelo de la sama motoro, kie signifa pliiĝo en motorefikeco estas atingita per kombinaĵo de aermalvarmigo kaj integra akvomalvarmsistemo, estis estis. efektivigita.Integra aero-malvarmigita kaj akvo-malvarmigita sistemo estis studita uzante SolidWorks 2017 kaj ANSYS Fluent 2021 versioj.Tri malsamaj akvofluoj (5 L/min, 10 L/min, kaj 15 L/min) estis analizitaj kontraŭ konvenciaj aermalvarmigitaj induktomotoroj kaj kontrolitaj uzante disponeblajn publikigitajn resursojn.La analizo montras, ke por malsamaj flukvantoj (5 L/min, 10 L/min kaj 15 L/min respektive) ni akiris respondajn temperaturreduktojn de 2,94%, 4,79% kaj 7,69%.Tial la rezultoj montras, ke la enigita indukta motoro povas efike redukti la temperaturon kompare kun la aermalvarmigita indukta motoro.
La elektra motoro estas unu el la ĉefaj inventoj de moderna inĝenieristiko.Elektraj motoroj estas uzataj en ĉio, de hejmaj aparatoj ĝis veturiloj, inkluzive de aŭtomobilaj kaj aerospacaj industrioj.En la lastaj jaroj, la populareco de induktaj motoroj (AM) pliiĝis pro ilia alta ekmomanto, bona rapidkontrolo kaj modera superŝarĝa kapablo (Fig. 1).Induktaj motoroj ne nur briligas viajn ampolojn, sed ili funkciigas la plej multajn aparatojn en via hejmo, de via dentobroso ĝis via Teslo.Mekanika energio en IM estas kreita per la kontakto de la magneta kampo de la statoro- kaj rotorvolvaĵoj.Krome, IM estas realigebla elekto pro la limigita provizo de maloftaj teraj metaloj.Tamen, la ĉefa malavantaĝo de AD-oj estas, ke ilia vivdaŭro kaj efikeco estas tre sentemaj al temperaturo.Induktaj motoroj konsumas ĉirkaŭ 40% de la tutmonda elektro, kio devus pensigi nin, ke administri la elektrokonsumon de ĉi tiuj maŝinoj estas kritika.
La Arrhenius-ekvacio deklaras ke por ĉiu 10 °C pliiĝo en funkcia temperaturo, la vivo de la tuta motoro estas duonigita.Tial, por certigi la fidindecon kaj pliigi la produktivecon de la maŝino, necesas atenti la termikan kontrolon de sangopremo.En la pasinteco, termika analizo estis neglektita kaj motordizajnistoj konsideris la problemon nur ĉe la periferio, surbaze de dezajnosperto aŭ aliaj dimensiaj variabloj kiel bobena nuna denseco, ktp. Ĉi tiuj aliroj kondukas al la apliko de grandaj sekurecaj marĝenoj por plej malbonaj. kazo hejtado kondiĉoj, rezultigante pliiĝon en maŝingrandeco kaj tial pliiĝo en kosto.
Estas du specoj de termika analizo: buligita cirkvito-analizo kaj nombraj metodoj.La ĉefa avantaĝo de analizaj metodoj estas la kapablo fari kalkulojn rapide kaj precize.Tamen, konsiderinda fortostreĉo devas esti farita por difini cirkvitojn kun sufiĉa precizeco por simuli termikajn padojn.Aliflanke, nombraj metodoj estas malglate dividitaj en komputilan fluidodinamikon (CFD) kaj strukturan termikanalizon (STA), kiuj ambaŭ uzas finhavan elementan analizon (FEA).La avantaĝo de nombra analizo estas, ke ĝi permesas al vi modeligi la geometrion de la aparato.Tamen, sistema aranĝo kaj kalkuloj foje povas esti malfacilaj.La sciencaj artikoloj diskutitaj malsupre estas elektitaj ekzemploj de termika kaj elektromagneta analizo de diversaj modernaj induktomotoroj.Tiuj artikoloj instigis la verkintojn studi termigajn fenomenojn en nesinkronaj motoroj kaj metodojn por ilia malvarmigo.
Pil-Wan Han1 okupiĝis pri termika kaj elektromagneta analizo de MI.La buligita cirkvito-analiza metodo estas uzata por termika analizo, kaj la tempo-varia magneta finhava elemento metodo estas uzata por elektromagneta analizo.Por konvene disponigi termikan superŝarĝan protekton en iu industria apliko, la temperaturo de la statorvolvaĵo devas esti fidinde taksita.Ahmed et al.2 proponis pli altan ordan varmecan retmodelon bazitan sur profundaj termikaj kaj termodinamikaj konsideroj.La evoluo de termikaj modeligaj metodoj por industriaj termoprotektaj celoj profitas el analizaj solvoj kaj konsidero de termikaj parametroj.
Nair et al.3 uzis kombinitan analizon de 39 kW IM kaj 3D nombra termika analizo por antaŭdiri la termikan distribuon en elektra maŝino.Ying et al.4 analizis ventumilo-malvarmigitajn plene enfermitajn (TEFC) IM-ojn kun 3D temperaturtakso.Moon et al.5 studis la varmofluajn trajtojn de IM TEFC uzante CFD.La LPTN-motora transirmodelo estis donita de Todd et al.6.Eksperimentaj temperaturdatenoj estas utiligitaj kune kun kalkulitaj temperaturoj derivitaj de la proponita LPTN-modelo.Peter et al.7 uzis CFD por studi la aerfluon, kiu influas la termikan konduton de elektraj motoroj.
Cabral et al8 proponis simplan IM-termikan modelon en kiu la maŝintemperaturo estis akirita aplikante la cilindron varmodifuzekvacion.Nategh et al.9 studis mem-ventolitan tiradan motorsistemon uzante CFD por testi la precizecon de optimumigitaj komponentoj.Tiel, nombraj kaj eksperimentaj studoj povas esti uzataj por simuli la termikan analizon de induktaj motoroj, vidu fig.2.
Yinye et al.10 proponis dezajnon por plibonigi termikan administradon per ekspluatado de la komunaj termikaj propraĵoj de normaj materialoj kaj oftaj fontoj de maŝinpartperdo.Marco et al.11 prezentis kriteriojn por desegni malvarmigajn sistemojn kaj akvojakojn por maŝinaj komponantoj uzante CFD kaj LPTN-modelojn.Yaohui et al.12 provizas diversajn gvidliniojn por elekti taŭgan malvarmigan metodon kaj taksi rendimenton frue en la dezajnprocezo.Nell et al.13 proponis uzi modelojn por kunligita elektromagneta-termika simulado por antaŭfiksita gamo de valoroj, nivelo de detalo kaj komputila potenco por multfizika problemo.Jean et al.14 kaj Kim et al.15 studis la temperaturdistribuon de aermalvarmigita indukta motoro uzante 3D kunligitan FEM-kampon.Kalkulu enigajn datumojn per 3D-kurenta kampa analizo por trovi Joule-perdojn kaj uzi ilin por termika analizo.
Michel et al.16 komparis konvenciajn centrifugajn malvarmigantajn ventolilojn kun aksaj ventoliloj de diversaj dezajnoj per simulaĵoj kaj eksperimentoj.Unu el tiuj dezajnoj atingis malgrandajn sed signifajn plibonigojn en motorefikeco konservante la saman funkciigadtemperaturon.
Lu et al.17 uzis la ekvivalentan magnetan cirkvitmetodon en kombinaĵo kun la Boglietti-modelo por taksi ferperdojn sur la ŝafto de indukta motoro.La verkintoj supozas ke la distribuado de magneta fluodenseco en iu sekco ene de la spindelmotoro estas unuforma.Ili komparis sian metodon kun la rezultoj de finhava elementanalizo kaj eksperimentaj modeloj.Ĉi tiu metodo povas esti uzata por eksplicita analizo de MI, sed ĝia precizeco estas limigita.
18 prezentas diversajn metodojn por analizi la elektromagnetan kampon de liniaj induktomotoroj.Inter ili, metodoj por taksi potencperdojn en reaktivaj reloj kaj metodoj por antaŭdiri la temperaturaltiĝon de tiradaj liniaj induktomotoroj estas priskribitaj.Tiuj metodoj povas esti uzitaj por plibonigi la energikonvertan efikecon de liniaj induktomotoroj.
Zabdur et al.19 esploris la agadon de malvarmigaj jakoj per tridimensia nombra metodo.La malvarmiga jako uzas akvon kiel la ĉefan fonton de fridigaĵo por la trifaza IM, kio estas grava por la potenco kaj maksimumaj temperaturoj necesaj por pumpado.Rippel et al.20 patentis novan aliron al likvaj malvarmigosistemoj nomitaj transversa lamenigita malvarmigo, en kiu la fridigaĵo fluas transverse tra mallarĝaj regionoj formitaj per truoj en unu la alian magneta lameniĝo.Deriszade et al.21 eksperimente esploris la malvarmigon de tiradmotoroj en la aŭtindustrio uzante miksaĵon de etilenglikolo kaj akvo.Taksi la agadon de diversaj miksaĵoj kun CFD kaj 3D turbula fluida analizo.Simula studo de Boopathi et al.22 montris, ke la temperaturo-intervalo por akvomalvarmigitaj motoroj (17-124°C) estas signife pli malgranda ol por aermalvarmigitaj motoroj (104-250°C).La maksimuma temperaturo de la aluminia akvomalvarmigita motoro estas reduktita je 50,4%, kaj la maksimuma temperaturo de la akvomalvarmigita motoro PA6GF30 estas reduktita je 48,4%.Bezukov et al.23 taksis la efikon de skalformado sur la varmokondukteco de la motormuro kun likva malvarmiga sistemo.Studoj montris, ke 1,5 mm dika oksida filmo reduktas varmotransigo je 30%, pliigas fuelkonsumon kaj reduktas motoran potencon.
Tanguy et al.24 faris eksperimentojn kun diversaj flukvantoj, oleotemperaturoj, rotaciaj rapidoj kaj injektaj reĝimoj por elektraj motoroj uzantaj lubrikan oleon kiel fridigaĵon.Forta rilato estis establita inter flukvanto kaj totala malvarmiga efikeco.Ha et al.25 sugestis uzi gutajn ajutojn kiel ajutojn por egale distribui la olean filmon kaj maksimumigi motoran malvarmigan efikecon.
Nandi et al.26 analizis la efikon de L-formaj plataj varmotuboj sur motora rendimento kaj termika administrado.La varmotubo-vapora parto estas instalita en la motora enfermaĵo aŭ enterigita en la motora ŝafto, kaj la kondensila parto estas instalita kaj malvarmigita per cirkulado de likvaĵo aŭ aero.Bellettre et al.27 studis PCM solid-likva malvarmigosistemon por pasema motorstatoro.La PCM impregnas la kurbiĝemajn kapojn, malaltigante la varmpunktotemperaturon stokante latentan termikan energion.
Tiel, motora rendimento kaj temperaturo estas taksitaj uzante malsamajn malvarmigajn strategiojn, vidu fig.3. Ĉi tiuj malvarmigaj cirkvitoj estas desegnitaj por kontroli la temperaturon de bobenaĵoj, platoj, bobenaj kapoj, magnetoj, kadavro kaj finaj platoj.
Likvaj malvarmigosistemoj estas konataj pro sia efika varmotransigo.Tamen, pumpi fridigaĵon ĉirkaŭ la motoro konsumas multe da energio, kiu reduktas la efikan potencoproduktadon de la motoro.Aermalvarmigaj sistemoj, aliflanke, estas vaste uzata metodo pro sia malalta kosto kaj facileco de ĝisdatigo.Tamen, ĝi estas ankoraŭ malpli efika ol likvaj malvarmigaj sistemoj.Necesas integra aliro, kiu povas kombini la altan varmotransigan efikecon de likv-malvarmigita sistemo kun la malalta kosto de aermalvarmigita sistemo sen konsumado de kroma energio.
Tiu artikolo listigas kaj analizas varmoperdojn en AD.La mekanismo de ĉi tiu problemo, same kiel la hejtado kaj malvarmigo de induktaj motoroj, estas klarigitaj en la sekcio de Varmo-Perdo en Induktaj Motoroj per Malvarmigaj Strategioj.La varmoperdo de la kerno de indukta motoro estas konvertita en varmon.Tial, ĉi tiu artikolo diskutas la mekanismon de varmotransigo ene de la motoro per kondukado kaj malvola konvekcio.Termika modeligado de IM uzante kontinuecekvaciojn, Navier-Stokes/momentekvaciojn kaj energiekvaciojn estas raportita.La esploristoj faris analizajn kaj nombrajn termikajn studojn de IM por taksi la temperaturon de la statoraj volvaĵoj por la sola celo kontroli la termikan reĝimon de la elektra motoro.Tiu artikolo temigas termikanalizon de aermalvarmigitaj IMoj kaj termikanalizo de integraj aermalvarmigitaj kaj akvomalvarmigitaj IMoj uzante CAD-modeligadon kaj ANSYS Fluent-simuladon.Kaj la termikaj avantaĝoj de la integra plibonigita modelo de aero-malvarmigitaj kaj akvo-malvarmigitaj sistemoj estas profunde analizitaj.Kiel menciite supre, la dokumentoj listigitaj ĉi tie ne estas resumo de la stato de la arto en la kampo de termikaj fenomenoj kaj malvarmigo de induktaj motoroj, sed ili indikas multajn problemojn, kiuj devas esti solvitaj por certigi la fidindan funkciadon de induktaj motoroj. .
Varmoperdo estas kutime dividita en kuproperdon, ferperdon kaj frikcio/mekanikan perdon.
Kuproperdoj estas la sekvo de Joule-hejtado pro la resistiveco de la direktisto kaj povas esti kvantigitaj kiel 10.28:
kie q-g estas la varmo generita, I kaj Ve estas la nominala kurento kaj tensio, respektive, kaj Re estas la kupra rezisto.
Ferperdo, ankaŭ konata kiel parazita perdo, estas la dua ĉefa speco de perdo kiu kaŭzas histerezon kaj kirlofluajn perdojn en AM, plejparte kaŭzitaj de la tempo-varia magneta kampo.Ili estas kvantigitaj per la plilongigita Steinmetz-ekvacio, kies koeficientoj povas esti konsiderataj konstantaj aŭ variaj depende de funkciaj kondiĉoj10,28,29.
kie Khn estas la histerezperdfaktoro derivita de la kernperddiagramo, Ken estas la kurentoflua perdfaktoro, N estas la harmonia indekso, Bn kaj f estas la pinta fluodenseco kaj frekvenco de la ne-sinusoida ekscito, respektive.Ĉi-supra ekvacio povas esti plu simpligita jene10,29:
Inter ili, K1 kaj K2 estas la kernperdfaktoro kaj kurentoflua perdo (qec), histerezperdo (qh), kaj troa perdo (qex), respektive.
Ventŝarĝo kaj frikcioperdoj estas la du ĉefaj kaŭzoj de mekanikaj perdoj en IM.Vento- kaj frikcioperdoj estas 10,
En la formulo, n estas la rotacia rapideco, Kfb estas la koeficiento de frikcioperdoj, D estas la ekstera diametro de la rotoro, l estas la longo de la rotoro, G estas la pezo de la rotoro 10.
La primara mekanismo por varmotransigo ene de la motoro estas per kondukado kaj interna hejtado, kiel determinite per la Poisson-ekvacio30 aplikita al tiu ekzemplo:
Dum operacio, post certa tempo kiam la motoro atingas stabilan staton, la varmeco generita povas esti proksimuma per konstanta hejtado de la surfaca varmofluo.Tial, oni povas supozi, ke la kondukado ene de la motoro estas efektivigita kun la liberigo de interna varmo.
La varmotransigo inter la naĝiloj kaj la ĉirkaŭa atmosfero estas konsiderita malvola konvekcio, kiam la likvaĵo estas devigita moviĝi en certa direkto per ekstera forto.Konvekcio povas esti esprimita kiel 30:
kie h estas la varmotransiga koeficiento (W/m2 K), A estas la surfacareo, kaj ΔT estas la temperaturdiferenco inter la varmotransiga surfaco kaj la fridigaĵo perpendikulara al la surfaco.La Nusselt-nombro (Nu) estas kvanto de la rilatumo de konvekta kaj kondukta varmotransigo perpendikulara al la limo kaj estas elektita surbaze de la karakterizaĵoj de lamena kaj turbula fluo.Laŭ la empiria metodo, la Nusselt-nombro de turbula fluo estas kutime rilata al la Reynolds-nombro kaj la Prandtl-nombro, esprimita kiel 30:
kie h estas la konvekta varmotransiga koeficiento (W/m2 K), l estas la karakteriza longo, λ estas la varmokondukteco de la likvaĵo (W/m K), kaj la Prandtl-nombro (Pr) estas kvanto de la rilatumo de la impeta difuzkoeficiento al la termika difuziveco (aŭ rapideco kaj relativa dikeco de la termika limtavolo), difinita kiel 30:
kie k kaj cp estas la varmokondukteco kaj specifa varmokapacito de la likvaĵo, respektive.Ĝenerale, aero kaj akvo estas la plej oftaj fridigaĵoj por elektraj motoroj.La likvaj trajtoj de aero kaj akvo ĉe ĉirkaŭa temperaturo estas montritaj en Tabelo 1.
IM-termomodelado baziĝas sur la sekvaj supozoj: 3D stabila stato, turbula fluo, aero estas ideala gaso, nekonsiderinda radiado, Newtoniana fluido, nekunpremebla fluido, ne-glita kondiĉo, kaj konstantaj trajtoj.Tial, la sekvaj ekvacioj estas uzataj por plenumi la leĝojn de konservado de maso, impeto kaj energio en la likva regiono.
En la ĝenerala kazo, la maskonserva ekvacio estas egala al la neta masfluo en la ĉelon kun likvaĵo, determinita per la formulo:
Laŭ la dua leĝo de Neŭtono, la rapideco de ŝanĝo de la movokvanto de likva partiklo estas egala al la sumo de la fortoj agantaj sur ĝi, kaj la ĝenerala impeta konserva ekvacio povas esti skribita en vektora formo kiel:
La terminoj ∇p, ∇∙τij, kaj ρg en ĉi-supra ekvacio reprezentas premon, viskozecon kaj graviton, respektive.Malvarmigaj medioj (aero, akvo, oleo, ktp.) uzataj kiel fridigaĵoj en maŝinoj estas ĝenerale konsideritaj kiel neŭtonaj.La ekvacioj montritaj ĉi tie nur inkluzivas linearan rilaton inter tondstreĉo kaj rapidecgradiento (trostreĉiĝrapideco) perpendikulara al la tonddirekto.Konsiderante konstantan viskozecon kaj stabilan fluon, ekvacio (12) povas esti ŝanĝita al 31:
Laŭ la unua leĝo de termodinamiko, la rapideco de ŝanĝo en la energio de likva partiklo estas egala al la sumo de la neta varmo generita de la likva partiklo kaj la neta potenco produktita de la likva partiklo.Por neŭtona kunpremebla viskoza fluo, la energikonserva ekvacio povas esti esprimita kiel31:
kie Cp estas la varmokapacito ĉe konstanta premo, kaj la esprimo ∇ ∙ (k∇T) estas rilata al la varmokondukteco tra la likva ĉellimo, kie k indikas la varmokonduktecon.La konvertiĝo de mekanika energio en varmecon estas pripensita laŭ \(\varnothing\) (t.e., la viskoza disipadfunkcio) kaj estas difinita kiel:
Kie \(\rho\) estas la denseco de la likvaĵo, \(\mu\) estas la viskozeco de la likvaĵo, u, v kaj w estas la potencialo de la direkto x, y, z de la likva rapido, respektive.Ĉi tiu termino priskribas la konvertiĝon de mekanika energio en termikan energion kaj povas esti ignorita ĉar ĝi estas nur grava kiam la viskozeco de la likvaĵo estas tre alta kaj la rapidecgradiento de la likvaĵo estas tre granda.Koncerne konstantan fluon, konstantan specifan varmon kaj varmokonduktecon, la energiekvacio estas modifita jene:
Tiuj bazaj ekvacioj estas solvitaj por lamena fluo en la kartezia koordinatsistemo.Tamen, kiel multaj aliaj teknikaj problemoj, la funkciado de elektraj maŝinoj estas ĉefe rilata al turbulaj fluoj.Tial, tiuj ekvacioj estas modifitaj por formi la Reynolds Navier-Stokes (RANS) averaĝan metodon por turbulecmodeligado.
En ĉi tiu laboro, la programo ANSYS FLUENT 2021 por CFD-modelado kun la respondaj limkondiĉoj estis elektita, kiel la modelo konsiderita: nesinkrona motoro kun aermalvarmigo kun kapablo de 100 kW, la diametro de la rotoro 80,80 mm, la diametro. de la statoro 83,56 mm (interna) kaj 190 mm (ekstera), aera breĉo de 1,38 mm, la tuta longo de 234 mm, la kvanto , la dikeco de la ripoj 3 mm..
La SolidWorks aermalvarmigita motormodelo tiam estas importita en ANSYS Fluent kaj simulita.Krome, la rezultoj akiritaj estas kontrolitaj por certigi la precizecon de la simulado farita.Krome, integra aero- kaj akvomalvarmigita IM estis modeligita per SolidWorks 2017-programaro kaj simulita per ANSYS Fluent 2021-programaro (Figuro 4).
La dezajno kaj dimensioj de ĉi tiu modelo estas inspiritaj de la Siemens 1LA9-aluminia serio kaj modeligitaj en SolidWorks 2017. La modelo estis iomete modifita por konveni al la bezonoj de la simulada programaro.Modifi CAD-modelojn forigante nedeziratajn partojn, forigante fileojn, ĉafrojn kaj pli dum modelado kun ANSYS Workbench 2021.
Dezajna novigo estas la akvojako, kies longo estis determinita de la simulaj rezultoj de la unua modelo.Kelkaj ŝanĝoj estis faritaj al la simulado de akvojako por akiri la plej bonajn rezultojn kiam vi uzas la talion en ANSYS.Diversaj partoj de la IM estas montritaj en fig.5a–f.
(A).Rotorkerno kaj IM-ŝakto.(b) IM-statorkerno.(c) IM-statorvolvaĵo.(d) Ekstera kadro de la MI.(e) IM-akva jako.f) kombinaĵo de aero kaj akvo malvarmetigitaj IM-modeloj.
La ŝaf-surĉevala ventolilo disponigas konstantan aerfluon de 10 m/s kaj temperaturon de 30 °C sur la surfaco de la naĝiloj.La valoro de la indico estas elektita hazarde depende de la kapablo de la sangopremo analizita en ĉi tiu artikolo, kiu estas pli granda ol tiu indikita en la literaturo.La varma zono inkluzivas la rotoron, statoron, statorvolvaĵojn kaj rotorajn kaĝstangojn.La materialoj de la statoro kaj rotoro estas ŝtalo, la volvaĵoj kaj kaĝstangoj estas kupraj, la kadro kaj ripoj estas aluminio.La varmo generita en ĉi tiuj areoj ŝuldiĝas al elektromagnetaj fenomenoj, kiel Joule-hejtado kiam ekstera kurento estas trapasita tra kupra bobeno, same kiel ŝanĝoj en la kampo.La varmoliberigo-tarifoj de la diversaj komponentoj estis prenitaj de diversa literaturo havebla por 100 kW IM.
Integritaj aermalvarmigitaj kaj akvomalvarmigitaj IMoj, aldone al ĉi-supraj kondiĉoj, ankaŭ inkludis akvojakon, en kiu la varmotransigokapabloj kaj pumpilpotencpostuloj estis analizitaj por diversaj akvofluoj (5 l/min, 10 l/min). kaj 15 l/min).Ĉi tiu valvo estis elektita kiel la minimuma valvo, ĉar la rezultoj ne ŝanĝiĝis signife por fluoj sub 5 L/min.Krome, flukvanto de 15 L/min estis elektita kiel la maksimuma valoro, ĉar la pumpa potenco pliiĝis signife malgraŭ la fakto ke la temperaturo daŭre falis.
Diversaj IM-modeloj estis importitaj en ANSYS Fluent kaj plue redaktitaj uzante ANSYS Design Modeler.Plue, kestforma enfermaĵo kun grandeco de 0.3 × 0.3 × 0.5 m estis konstruita ĉirkaŭ la AD por analizi la movadon de aero ĉirkaŭ la motoro kaj studi la forigon de varmeco en la atmosferon.Similaj analizoj estis faritaj por integraj aero- kaj akvomalvarmigitaj IMoj.
La IM-modelo estas modeligita uzante CFD kaj FEM nombrajn metodojn.Reŝoj estas konstruitaj en CFD por dividi domajnon en certan nombron da komponantoj por trovi solvon.Duedraj maŝoj kun konvenaj elementgrandecoj estas uzitaj por ĝenerala kompleksa geometrio de motorkomponentoj.Ĉiuj interfacoj estis plenigitaj kun 10 tavoloj por akiri precizajn surfacajn varmotransigajn rezultojn.La kradgeometrio de du MI-modeloj estas montrita en Fig.6a, b.
La energia ekvacio permesas vin studi varmotransigo en diversaj areoj de la motoro.La K-epsilon-turbulecmodelo kun normaj murfunkcioj estis elektita por modeligi turbulecon ĉirkaŭ la ekstera surfaco.La modelo enkalkulas kinetan energion (Ek) kaj turbulan disipadon (epsilono).Kupro, aluminio, ŝtalo, aero kaj akvo estis elektitaj por siaj normaj trajtoj por uzo en siaj respektivaj aplikoj.Varmodissipadprocentoj (vidu Tabelon 2) estas donitaj kiel enigaĵoj, kaj malsamaj bateriaj zonkondiĉoj estas fiksitaj al 15, 17, 28, 32. La aerrapideco super la motorkazo estis metita al 10 m/s por ambaŭ motormodeloj, kaj en krome, tri malsamaj akvaj kurzoj estis enkalkulitaj por la akvojako (5 l/min, 10 l/min kaj 15 l/min).Por pli granda precizeco, la restaĵoj por ĉiuj ekvacioj estis egalaj al 1 × 10–6.Elektu la SIMPLAN (Semi-Implicit Method for Pressure Equations) algoritmon por solvi la Navier Prime (NS) ekvaciojn.Post kiam hibrida inicialigo estas kompleta, la aranĝo funkcios 500 ripetojn, kiel montrite en Figuro 7.
Afiŝtempo: Jul-24-2023