軸流風扇的優(yōu)化設計及其對電機冷卻性能的影響

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1、工學碩士學位論文軸流風扇的優(yōu)化設計及其對電機冷卻性能的影響AzeemMustafa哈爾濱理工大學2018年06月國內圖書分類號:TK121工學碩士學位論文軸流風扇的優(yōu)化設計及其對電機冷卻性能的影響碩士研究生:AzeemMustafa導師:路義萍申請學位級別:工學碩士學科、專業(yè):熱能工程所在單位:機械動力工程學院答辯日期:2018年6月授予學位單位:哈爾濱理工大學ClassifiedIndex:TK121DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringTheDesignOptimizationofAxialFlowFananditsEffecto

2、ntheCoolingPerformanceoftheMotorCandidate:AzeemMustafaSupervisor:LuYipingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ThermalEngineeringDepartment:SchoolofMechanicalandPowerEngineeringDateofOralExamination:June,2018University:HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理工大學碩士學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭

3、重聲明:此處所提交的碩士學位論文《軸流風扇的優(yōu)化設計及其對電機冷卻性能的影響》,是本人在導師指導下,在哈爾濱理工大學攻讀碩士學位期間獨立進行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知,論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文研究工作做出貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結果將完全由本人承擔。作者簽名:日期:年月日哈爾濱理工大學碩士學位論文使用授權書《軸流風扇的優(yōu)化設計及其對電機冷卻性能的影響》系本人在哈爾濱理工大學攻讀碩士學位期間在導師指導下完成的碩士學位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學所有,本論文的研究內容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全

4、了解哈爾濱理工大學關于保存、使用學位論文的規(guī)定,同意學校保留并向有關部門提交論文和電子版本,允許論文被查閱和借閱。本人授權哈爾濱理工大學可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文,可以公布論文的全部或部分內容。本學位論文屬于保密,在5年解密后適用授權書。不保密√。(請在以上相應方框內打√)作者簽名:日期:年月日導師簽名:日期:年月日軸流風扇的優(yōu)化設計及其對電機冷卻性能的影響摘要軸流風扇在許多工業(yè)應用中占有重要的地位,其主要目的是為傳熱和傳質提供大量與旋轉軸平行的氣流,不同容量的軸流風扇廣泛用于各種工業(yè)設備和工藝,如紡織廠、化肥工業(yè)、化工、制藥以及發(fā)電等主要行業(yè)。然而,軸流風扇在大容量

5、電動機的行業(yè)中強化傳熱的效果更為明顯,得到廣泛應用。本文介紹了空冷電機軸流風扇的計算流體動力學(CFD)模型。利用Solidworks軟件建立包括風扇葉片、風扇箱、風扇軸、護罩、輪轂和旋轉壁面在內的計算域物理模型并采用GAMBIT軟件進行網(wǎng)格劃分。采用ANSYSFLUENT16軟件進行數(shù)值模擬,研究了安裝角度、出口壓力變化以及葉片數(shù)量對軸流風扇運行性能的影響。此外,還研究了湍流模型和葉片厚度對風扇吸入的空氣體積流量的影響。本文還研究了風扇出口前方不同位置處湍流強度的變化特征,試圖探索風扇湍流強度變化對電機冷卻效果的影響,找到風扇在電機前方軸上的最佳位置。為了保證計算結果的準確性,對

6、完整模型和簡化模型的體積流量進行了對比。本文采用有限體積法對三維湍流方程進行數(shù)值求解。結果表明,體積流量隨著出口壓力的增加而減小。當安裝角度增加時,軸流風扇的體積流量和效率值更高,在角度為30°、風扇葉片數(shù)為19個時最高。標準SSTk-ω模型和標準k-ε模型的模擬結果基本相似,但SSTk-ω模型的計算精度略好于標準k-ε模型。當減小葉片厚度時,體積流量顯著下降。湍流強度分析表明,風扇附近的紊流強度值較高,但線性減小到第五個監(jiān)測面,然后開始增加。該研究可為軸流風扇的優(yōu)化設計提供相關參考,有助于風扇的改進以提高系統(tǒng)的整體冷卻性能。關鍵詞流風扇;優(yōu)化設計;安裝角度;計算流體動力學-I-T

7、heDesignOptimizationofAxialFlowFananditsCoolingEffectontheCoolingPerformanceoftheMotorAbstractAxialflowfanoccupiesanimportantroleinmanyindustrialapplicationsanditsprimaryobjectiveistoprovidealargevolumeofairflowparallelorcorrespondingto

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