Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Шумо версияи браузерро бо дастгирии маҳдуди CSS истифода мебаред.Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед).Дар ҳамин ҳол, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript нишон медиҳем.
Аз сабаби хароҷоти амалиётӣ ва дарозмуддати муҳаррик, стратегияи дурусти идоракунии гармии муҳаррик хеле муҳим аст.Ин мақола стратегияи идоракунии гармиро барои муҳаррикҳои индуксионӣ таҳия кардааст, то устувории беҳтар ва баланд бардоштани самаранокиро таъмин кунад.Илова бар ин, баррасии васеи адабиёт оид ба усулҳои хунуккунии муҳаррик гузаронида шуд.Дар натичаи асосй бо назардошти масъалаи маълуми таксимоти гармй хисоби гармии двигатели асинхронии пуриктидори бо хаво хунукшаванда дода мешавад.Илова бар ин, ин тадқиқот як равиши ҳамгирошуда бо ду ё зиёда стратегияи хунуккунӣ барои қонеъ кардани ниёзҳои кунуниро пешниҳод мекунад.Омӯзиши ададии модели муҳаррики асинхронии 100 кВт бо ҳаво хунукшуда ва модели такмилёфтаи идоракунии гармии ҳамон мотор, ки дар он афзоиши назарраси самаранокии мотор тавассути якҷоякунии хунуккунии ҳаво ва системаи ҳамгирошудаи об ба даст оварда мешавад. иҷро шудан.Бо истифода аз версияҳои SolidWorks 2017 ва ANSYS Fluent 2021 системаи ҳамгирошудаи ҳаво сардшаванда ва об хунукшуда омӯхта шуд.Се ҷараёни гуногуни об (5 л/дақ, 10 л/дақ ва 15 л/дақ) бар зидди муҳаррикҳои индуксионии муқаррарии ҳаво хунуккардашуда таҳлил карда шуданд ва бо истифода аз захираҳои дастраси нашршуда санҷида шуданд.Тањлил нишон медињад, ки барои суръатњои гуногуни љараён (мутаносибан 5 л/даќ, 10 л/даќ ва 15 л/даќ) мо пастшавии њарорати мувофиќи 2,94%, 4,79% ва 7,69% ба даст овардем.Аз ин рӯ, натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки муҳаррики индуксионии дарунсохт метавонад ҳароратро дар муқоиса бо муҳаррики индуксионии бо ҳаво хунукшуда самаранок коҳиш диҳад.
Моторҳои электрикӣ яке аз ихтироъҳои асосии илми муосири муҳандисӣ мебошад.Моторҳои электрикӣ дар ҳама чиз аз асбобҳои маишӣ то мошинҳо, аз ҷумла дар соҳаи автомобилсозӣ ва аэрокосмосӣ истифода мешаванд.Солҳои охир маъруфияти муҳаррикҳои индуксионалӣ (АМ) аз ҳисоби моменти баланди оғозёбӣ, назорати хуби суръат ва иқтидори мӯътадили изофабории онҳо афзоиш ёфт (расми 1).Моторҳои индуксионӣ на танҳо лампаҳои лампаҳои шуморо медурахшанд, балки аксари гаҷетҳои хонаатонро, аз чуткаи дандоншӯии шумо то Tesla-и худ барқ мегардонанд.Энергияи механикӣ дар IM тавассути тамоси майдони магнитии статор ва печҳои ротор ба вуҷуд меояд.Илова бар ин, IM аз сабаби маҳдуд будани таъминоти металлҳои нодири замин як варианти қобили қабул аст.Бо вуҷуди ин, камбудии асосии AD дар он аст, ки мӯҳлати ҳаёт ва самаранокии онҳо ба ҳарорат хеле ҳассос аст.Моторҳои индуксионӣ тақрибан 40% нерӯи барқи ҷаҳонро истеъмол мекунанд, ки ин моро водор месозад, ки идоракунии масрафи нерӯи ин мошинҳо муҳим аст.
Дар муодилаи Аррениус гуфта мешавад, ки барои ҳар 10°С баланд шудани ҳарорати корӣ мӯҳлати тамоми муҳаррик ду маротиба кам мешавад.Бинобар ин, барои таъмини эътимоднокй ва баланд бардоштани махсулнокии машина ба назорати гармии фишори хун диккат додан лозим аст.Дар гузашта, таҳлили гармӣ беэътиноӣ карда шуд ва тарроҳони мотор мушкилотро танҳо дар канори периферия дар асоси таҷрибаи тарҳрезӣ ё дигар тағирёбандаҳои андозагирӣ ба монанди зичии ҷараёни печ ва ғайра баррасӣ мекарданд. шароити гармидиҳии парванда, ки боиси афзоиши ҳаҷми мошин ва аз ин рӯ, афзоиши арзиши.
Ду намуди таҳлили ҳароратӣ вуҷуд дорад: таҳлили схемаи якхела ва усулҳои ададӣ.Бартарии асосии усулҳои таҳлилӣ қобилияти зуд ва дақиқ иҷро кардани ҳисобҳо мебошад.Бо вуҷуди ин, барои муайян кардани схемаҳо бо дақиқии кофӣ барои тақлид кардани роҳҳои гармӣ кӯшиши зиёд бояд ба харҷ дода шавад.Аз тарафи дигар, усулҳои ададӣ тақрибан ба динамикаи моеъи ҳисоббарорӣ (CFD) ва таҳлили гармии сохторӣ (STA) тақсим мешаванд, ки ҳардуи онҳо таҳлили унсурҳои ниҳоӣ (FEA) -ро истифода мебаранд.Бартарии тахлили ададй дар он аст, ки вай ба шумо имкон медихад, ки геометрияи дастгохро модел кунед.Бо вуҷуди ин, танзими система ва ҳисобҳо баъзан душвор буда метавонанд.Мақолаҳои илмие, ки дар зер баррасӣ мешаванд, намунаҳои интихобшудаи таҳлили гармӣ ва электромагнитии муҳаррикҳои гуногуни индуксионии муосир мебошанд.Ин мақолаҳо муаллифонро водор карданд, ки падидаҳои гармиро дар муҳаррикҳои асинхронӣ ва усулҳои хунуккунии онҳо омӯзанд.
Пил-Ван Хан1 бо тахлили термикй ва электромагнитии МИ машгул буд.Барои таҳлили гармӣ усули таҳлили занҷираи дастаҷамъӣ ва барои таҳлили электромагнитӣ усули элементҳои ниҳоии магнитии бо вақт тағйирёбанда истифода мешавад.Барои дуруст таъмин намудани муҳофизати изофабори гармӣ дар ҳама гуна барномаҳои саноатӣ, ҳарорати печи статор бояд боэътимод ҳисоб карда шавад.Аҳмад ва дигарон 2 модели баландтари шабакаи гармиро дар асоси мулоҳизаҳои амиқи гармӣ ва термодинамикӣ пешниҳод карданд.Таҳияи усулҳои моделсозии гармидиҳӣ барои мақсадҳои муҳофизати гармии саноатӣ аз ҳалли таҳлилӣ ва баррасии параметрҳои гармӣ фоида меорад.
Nair et al.3 барои пешгӯии тақсимоти гармӣ дар мошини барқӣ таҳлили якҷояи 39 кВт IM ва таҳлили гармии рақамии 3D-ро истифода бурд.Йинг ва дигарон 4 IM-ҳои бо мухлис сардшудаи пурра пӯшида (TEFC) -ро бо баҳодиҳии ҳарорати 3D таҳлил карданд.Мун ва дигарон.5 хосиятҳои ҷараёни гармии IM TEFC-ро бо истифода аз CFD омӯхтааст.Модели гузариши муҳаррики LPTN аз ҷониби Todd et al.6 дода шудааст.Маълумоти таҷрибавии ҳарорат дар баробари ҳароратҳои ҳисобшуда, ки аз модели пешниҳодшудаи LPTN гирифта шудаанд, истифода мешаванд.Питер ва дигарон 7 барои омӯзиши ҷараёни ҳаво, ки ба рафтори гармии муҳаррикҳои электрикӣ таъсир мерасонад, CFD-ро истифода бурд.
Кабрал ва дигарон8 модели оддии гармии IM пешниҳод карданд, ки дар он ҳарорати мошин тавассути истифодаи муодилаи диффузияи гармии силиндр ба даст оварда шудааст.Nategh et al.9 системаи мотории худфаъолкунандаи вентилятсияро бо истифода аз CFD барои санҷиши дақиқии ҷузъҳои оптимизатсияшуда омӯхтанд.Ҳамин тариқ, тадқиқотҳои ададӣ ва таҷрибавӣ метавонанд барои тақлид кардани таҳлили гармии муҳаррикҳои индуксионӣ истифода шаванд, нигаред ба расм.2.
Yinye et al.10 тарҳи такмил додани идоракунии гармиро тавассути истифодаи хосиятҳои гармидиҳии умумии маводи стандартӣ ва манбаъҳои умумии талафоти қисмҳои мошин пешниҳод карданд.Марко ва дигарон.11 меъёрҳои тарҳрезии системаҳои хунуккунӣ ва куртаҳои обро барои ҷузъҳои мошин бо истифода аз моделҳои CFD ва LPTN пешниҳод карданд.Yaohui et al.12 дастурҳои гуногунро барои интихоби усули мувофиқи хунуккунӣ ва арзёбии иҷрои аввал дар раванди тарҳрезӣ пешниҳод мекунанд.Нелл ва дигарон 13 пешниҳод карданд, ки моделҳоро барои моделсозии пайвасти электромагнитӣ-гармӣ барои доираи додаи арзишҳо, сатҳи тафсилот ва қудрати ҳисоббарорӣ барои мушкилоти мултифизикӣ истифода баранд.Жан ва дигарон 14 ва Ким ва дигарон 15 тақсимоти ҳарорати муҳаррики индуксионии бо ҳаво хунукшударо бо истифода аз майдони 3D пайвастшудаи FEM омӯхтанд.Маълумоти воридшударо бо истифода аз таҳлили майдони ҷорӣ 3D eddy ҳисоб кунед, то талафоти Ҷоулро пайдо кунед ва онҳоро барои таҳлили гармӣ истифода баред.
Мишел ва дигарон.16 тавассути симулятсияҳо ва таҷрибаҳо вентиляторҳои хунуккунии анъанавии марказгурезро бо мухлисони меҳвари тарҳҳои гуногун муқоиса карданд.Яке аз ин тарҳҳо ба беҳбудиҳои хурд, вале назаррас дар самаранокии муҳаррик ҳангоми нигоҳ доштани ҳарорати якхелаи корӣ ноил гардид.
Лу ва дигарон 17 усули схемаи магнитии эквивалентиро дар якҷоягӣ бо модели Боглиетти барои ҳисоб кардани талафоти оҳан дар чоҳи мотори индуксионӣ истифода бурданд.Муаллифон тахмин мекунанд, ки тақсимоти зичии ҷараёнҳои магнитӣ дар ҳама қисматҳои дохили муҳаррики шпиндель яксон аст.Онҳо усули худро бо натиҷаҳои таҳлили элементҳои ниҳоӣ ва моделҳои таҷрибавӣ муқоиса карданд.Ин усулро барои таҳлили экспресси МИ истифода бурдан мумкин аст, аммо дақиқии он маҳдуд аст.
18 усулҳои гуногуни таҳлили майдони электромагнитии муҳаррикҳои индуксионии хатиро пешниҳод мекунад.Дар байни онҳо усулҳои баҳодиҳии талафоти нерӯ дар рельсҳои реактивӣ ва усулҳои пешгӯии баландшавии ҳарорати муҳаррикҳои индуксионии хаттии кашиш тавсиф карда шудаанд.Ин усулҳоро барои баланд бардоштани самаранокии табдилдиҳии энергияи муҳаррикҳои индуксионии хатӣ истифода бурдан мумкин аст.
Забдур ва дигарон.19 кори куртахои хунуккуниро бо усули ададии се-ченака тафтиш кард.Куртаи хунуккунӣ обро ҳамчун манбаи асосии сардкунандаи IM истифода мебарад, ки барои қувва ва ҳарорати ҳадди аксар барои насос зарур аст.Rippel ва дигарон.20 муносибати навро ба системаҳои хунуккунии моеъ патент кардаанд, ки сардшавии ламинатдори трансверсивӣ номида мешавад, ки дар он яхдон ба воситаи минтақаҳои танг, ки аз сӯрохиҳо дар ламинатсияи магнитии ҳамдигар ташаккул ёфтаанд, ба таври васеъ ҷараён мегирад.Дерисзода ва дигарон.21 бо истифода аз омехтаи этиленгликол ва об хунуккунии моторҳои кашишро дар саноати автомобилсозӣ ба таври таҷрибавӣ таҳқиқ кард.Фаъолияти омехтаҳои гуногунро бо таҳлили моеъи турбулентии CFD ва 3D арзёбӣ кунед.Тадқиқоти моделиронӣ аз ҷониби Boopathi et al.22 нишон дод, ки диапазони ҳарорат барои муҳаррикҳои бо об хунукшаванда (17-124°C) нисбат ба муҳаррикҳои бо ҳаво хунукшаванда (104-250°С) хеле хурдтар аст.Ҳарорати максималии муҳаррики бо об хунукшавандаи алюминий 50,4 фоиз ва ҳарорати максималии мотори бо об хунукшаванда PA6GF30 48,4 фоиз кам карда мешавад.Безуков ва дигарон 23 таъсири ташаккули шкала ба гармигузаронии девори мотор бо системаи хунуккунии моеъ баҳо доданд.Тадкикотхо нишон доданд, ки плёнкаи оксиди гафсии 1,5 миллиметр гузариши гармиро 30 фоиз кам карда, сарфи сузишвориро зиёд ва кувваи двигательро кам мекунад.
Тангуи ва дигарон 24 бо суръатхои гуногуни чараён, харорати равган, суръати гардиш ва режимхои инъекция барои двигательхои электрики равгани молиданро ба сифати яхдон тачрибахо гузарониданд.Байни суръати ҷараён ва самаранокии умумии хунуккунӣ робитаи қавӣ муқаррар шудааст.Ҳа ва дигарон 25 пешниҳод карданд, ки соплоҳои қатрагиро ҳамчун сопло истифода баранд, то пардаи равғанро баробар тақсим кунанд ва самаранокии сардшавии муҳаррикро ба ҳадди аксар расонанд.
Нанди ва дигарон.26 таъсири қубурҳои гармии ҳамвори L-шаклро ба кори муҳаррик ва идоракунии гармӣ таҳлил карданд.Қисми бухоркунандаи қубури гармӣ дар корпуси мотор насб карда мешавад ё дар чоҳи муҳаррик дафн карда мешавад ва қисми конденсатор бо моеъ ё ҳавои гардиш насб ва хунук карда мешавад.Bellettre ва дигарон.27 системаи хунуккунии сахт-моеъи PCM-ро барои статори мотори муваққатӣ омӯхтааст.PCM саракҳои печонро импрегнатсия карда, ҳарорати нуқтаи гармро тавассути нигоҳ доштани энергияи гармии ниҳон паст мекунад.
Ҳамин тариқ, самаранокии муҳаррик ва ҳарорат бо истифода аз стратегияҳои гуногуни хунуккунӣ баҳо дода мешаванд, нигаред ба расм.3. Ин схемаҳои хунуккунӣ барои назорат кардани ҳарорати печҳо, плитаҳо, сарлавҳаҳои печдор, магнитҳо, лоша ва лавҳаҳои ниҳоӣ пешбинӣ шудаанд.
Системаҳои хунуккунии моеъ бо интиқоли гармии самараноки худ маълуманд.Бо вуҷуди ин, дар атрофи муҳаррик интиқол додани яхдон энергияи зиёдро сарф мекунад, ки қувваи самараноки муҳаррикро кам мекунад.Системаҳои хунуккунии ҳаво, аз тарафи дигар, бо сабаби арзон ва осонии навсозӣ як усули васеъ истифодашаванда мебошанд.Бо вуҷуди ин, он ҳанӯз ҳам аз системаҳои сардшавии моеъ камтар самаранок аст.Муносибати интегралӣ лозим аст, ки метавонад қобилияти баланди интиқоли гармии системаи моеъро бо арзиши ками системаи ҳаво хунукшударо бидуни истеъмоли энергияи иловагӣ муттаҳид кунад.
Ин мақола талафоти гармиро дар AD номбар ва таҳлил мекунад.Механизми ин мушкилот, инчунин гармкунӣ ва хунуккунии муҳаррикҳои индуксионӣ, дар фасли Талафоти гармӣ дар муҳаррикҳои индуксионӣ тавассути стратегияҳои хунуккунӣ шарҳ дода шудааст.Талафоти гармии ядрои муҳаррики индуксионӣ ба гармӣ мубаддал мешавад.Аз ин рӯ, дар ин мақола механизми интиқоли гармӣ дар дохили муҳаррик тавассути интиқол ва конвексияи маҷбурӣ баррасӣ мешавад.Моделсозии гармии IM бо истифода аз муодилаҳои муттасилӣ, Навиер-Стокс/муодилаҳои импулс ва муодилаҳои энергетикӣ гузориш дода мешавад.Тадкикотчиён тадцицоти термикии аналитикй ва ададии ИМ-ро барои бахо додан ба харорати печи статор бо максади ягонаи назорат кардани режими гармии двигательхои электрики гузаронданд.Ин мақола ба таҳлили гармии IM-ҳои бо ҳаво хунукшуда ва таҳлили гармии IM-ҳои ҳамгирошудаи ҳаво хунукшуда ва об хунукшуда бо истифода аз моделсозии CAD ва моделсозии ANSYS Fluent тамаркуз мекунад.Ва бартарихои гармии модели мукаммали системахои аз хаво хунукшаванда ва об хунукшаванда чукур тахлил карда шудаанд.Чи тавре ки дар боло кайд карда шуд, хуччатхои дар ин чо номбаршуда мухтасари вазъияти техникаи ходисахои гармй ва хунуккунии двигательхои индуксионй нестанд, вале онхо бисьёр проблемахоеро нишон медиханд, ки барои таъмини кори боэътимоди двигательхои индукционй хал кардан лозим аст. .
Талафоти гармӣ одатан ба талафоти мис, талафоти оҳан ва соиш / талафоти механикӣ тақсим карда мешавад.
Талафоти мис натиҷаи гармшавии Ҷоул аз ҳисоби муқовимати ноқил аст ва онро метавон ҳамчун 10,28 ҳисоб кард:
ки дар он q̇g гармии тавлидшуда, I ва Ve мутаносибан ҷараён ва шиддати номиналӣ ва Re муқовимати мис мебошанд.
Талафоти оҳан, ки ҳамчун талафоти паразитӣ маълум аст, навъи дуюми асосии талафот мебошад, ки боиси талафоти ҷараёнҳои гистерезӣ ва гирдоби дар AM мегардад, ки асосан аз майдони магнитии бо вақт тағйирёбанда ба амал меояд.Онҳо бо муодилаи васеъшудаи Штейнметс миқдорбандӣ карда мешаванд, ки коэффисиентҳои онҳоро вобаста ба шароити кор доимӣ ё тағирёбанда ҳисоб кардан мумкин аст10,28,29.
ки дар он Khn омили талафоти гистерезис, ки аз диаграммаи талафоти аслӣ ба даст омадааст, Кен омили талафоти ҷараёнҳои гирдобӣ, N индекси гармоникӣ, Bn ва f мутаносибан зичии ҷараён ва басомади авҷи ҳаяҷони ғайрисинусоида мебошад.Муодилаи болоро метавон ба таври зерин содда кард10,29:
Дар байни онҳо, K1 ва K2 мутаносибан омили талафоти асосӣ ва талафоти ҷараёни гирдоби (qec), талафоти гистерезис (qh) ва талафоти зиёдатӣ (qex) мебошанд.
Сарбории шамол ва талафоти соиш ду сабаби асосии талафоти механикӣ дар IM мебошанд.Талафоти шамол ва соиш 10,
Дар формула n – суръати гардиш, Kfb – коэффисиенти талафоти соиш, D – диаметри берунии ротор, l – дарозии ротор, G – вазни ротор 10.
Механизми асосии интиқоли гармӣ дар дохили муҳаррик тавассути интиқол ва гармидиҳии дохилӣ аст, ки аз рӯи муодилаи Пуассон30 муайян карда шудааст, ки ба ин мисол истифода мешавад:
Ҳангоми кор, пас аз як лаҳзаи муайяни вақт, вақте ки муҳаррик ба ҳолати устувор мерасад, гармии тавлидшударо тавассути гармкунии доимии ҷараёни гармии рӯизаминӣ тахмин кардан мумкин аст.Аз ин рӯ, метавон тахмин кард, ки интиқол дар дохили муҳаррик бо баровардани гармии дохилӣ сурат мегирад.
Интиқоли гармӣ байни қанотҳо ва атмосфераи атроф конвексияи маҷбурӣ ҳисобида мешавад, вақте ки моеъ тавассути қувваи беруна маҷбур мешавад, ки ба самти муайян ҳаракат кунад.Конвексияро бо 30 ифода кардан мумкин аст:
ки h коэффисиенти гармигузаронї (Вт/м2 К), А масоњати сатњ ва ΔТ фарќи њарорати байни сатњи гармї ва яхдон ба сатњи перпендикуляр аст.Рақами Нусселт (Nu) ченаки таносуби интиқоли гармии конвективӣ ва ноқилӣ ба сарҳад перпендикуляр буда, дар асоси хусусиятҳои ҷараёни ламинарӣ ва турбулентӣ интихоб карда мешавад.Мувофиқи усули эмпирикӣ, шумораи ҷараёни турбулентии Нуселт одатан бо рақами Рейнольдс ва рақами Прандтл алоқаманд аст, ки бо 30 ифода карда мешавад:
ки h – коэффисиенти гармигузаронии конвективї (Вт/м2 К), l – дарозии характеристика, λ – гармигузаронии моеъ (Вт/м К) ва адади Прандтл (Pr) – ченаки таносуби коэффисиенти диффузияи импулс ба диффузияи гармӣ (ё суръат ва ғафсии нисбии қабати сарҳадии гармӣ), ки ҳамчун 30 муайян карда шудааст:
ки дар он k ва cp мутаносибан иқтидори гармӣ ва қобилияти хоси гармии моеъ мебошанд.Умуман, ҳаво ва об барои муҳаррикҳои барқӣ маъмултарин сардкунанда мебошанд.Хусусиятҳои моеъи ҳаво ва об дар ҳарорати муҳити зист дар ҷадвали 1 нишон дода шудаанд.
Моделсозии гармии IM ба фарзияҳои зерин асос ёфтааст: Ҳолати устувори 3D, ҷараёни турбулентӣ, ҳаво гази идеалӣ, радиатсияи ночиз, моеъи Нютонӣ, моеъи фишурнашаванда, ҳолати лағжишнопазир ва хосиятҳои доимӣ.Аз ин рӯ, барои иҷрои қонунҳои нигоҳдории масса, импулс ва энергия дар минтақаи моеъ муодилаҳои зерин истифода мешаванд.
Дар ҳолати умумӣ, муодилаи нигоҳдории масса ба ҷараёни массаи холис ба ҳуҷайра бо моеъ баробар аст, ки бо формула муайян карда мешавад:
Тибқи қонуни дуюми Нютон суръати тағирёбии импулси заррачаи моеъ ба ҷамъи қувваҳои ба он таъсиркунанда баробар аст ва муодилаи умумии нигоҳдории импулсро дар шакли векторӣ чунин навиштан мумкин аст:
Истилоҳҳои ∇p, ∇∙τij ва ρg дар муодилаи боло мутаносибан фишор, часпак ва вазниниро ифода мекунанд.Воситаҳои хунуккунӣ (ҳаво, об, равған ва ғ.), ки дар мошинҳо ҳамчун яхдон истифода мешаванд, одатан Нютонӣ ҳисобида мешаванд.Муодилаҳое, ки дар ин ҷо нишон дода шудаанд, танҳо робитаи хаттии байни фишори ҷараён ва градиенти суръат (суръати шиддат) ба самти буриш перпендикулярро дар бар мегиранд.Бо назардошти часпакии доимӣ ва ҷараёни устувор, муодилаи (12) метавонад ба 31 тағир дода шавад:
Тибқи қонуни якуми термодинамика суръати тағирёбии энергияи заррачаи моеъ ба ҷамъи гармии холиси заррачаи моеъ ва қувваи холиси заррачаи моеъ баробар аст.Барои ҷараёни часпаки фишурдашавандаи Нютон, муодилаи сарфаи энергияро метавон чунин ифода кард31:
ки дар он Сp иќтидори гармидињї дар фишори доимї ва истилоњи ∇ ∙ (k∇T) ба гармигузаронї тавассути сарњади ҳуҷайраи моеъ алоқаманд аст, ки дар он k иқтидори гармиро ифода мекунад.Табдил додани энергияи механикӣ ба гармӣ аз рӯи \(\varnothing\) (яъне, функсияи паҳншавии часпак) баррасӣ карда мешавад ва чунин муайян карда мешавад:
Дар куҷо \(\rho\) зичии моеъ, \(\mu\) часпакии моеъ, u, v ва w мутаносибан потенсиали самти x, y, z суръати моеъ мебошанд.Ин истилоҳ табдили энергияи механикиро ба энергияи гармӣ тавсиф мекунад ва онро сарфи назар кардан мумкин аст, зеро он танҳо вақте муҳим аст, ки часпакии моеъ хеле баланд аст ва градиенти суръати моеъ хеле калон аст.Дар ҳолати ҷараёни устувор, гармии хоси доимӣ ва гармигузаронӣ муодилаи энергия ба таври зерин тағир дода мешавад:
Ин муодилаҳои асосӣ барои ҷараёни ламинарӣ дар системаи координатаҳои декартӣ ҳал карда мешаванд.Аммо, мисли бисьёр дигар проблемахои техникй, кори машинахои электрики пеш аз хама бо чараёни пурталотум вобаста аст.Аз ин рӯ, ин муодилаҳо барои ташаккул додани усули миёнаи Рейнольдс Навиер-Стокс (RANS) барои моделсозии турбулентӣ тағир дода мешаванд.
Дар ин кор барномаи ANSYS FLUENT 2021 барои моделсозии CFD бо шароити мувофиқи сарҳадӣ интихоб карда шуд, ба монанди модели баррасишуда: муҳаррики асинхронӣ бо сардшавии ҳаво бо иқтидори 100 кВт, диаметри ротор 80,80 мм, диаметри аз статор 83,56 мм (дохилй) ва 190 мм (берунй), фосилаи хаво 1,38 мм, дарозии умумии 234 мм, микдор , гафсии кабургахо 3 мм..
Модели муҳаррики бо ҳаво хунукшудаи SolidWorks баъдан ба ANSYS Fluent ворид карда мешавад ва симулятсия карда мешавад.Илова бар ин, натиҷаҳои бадастомада тафтиш карда мешаванд, то дурустии симуляцияи иҷрошударо таъмин кунанд.Илова бар ин, IM ҳамгирошудаи ҳаво ва об хунукшуда бо истифода аз нармафзори SolidWorks 2017 моделсозӣ карда шуд ва бо истифода аз нармафзори ANSYS Fluent 2021 тақлид карда шуд (Расми 4).
Тарҳ ва андозаҳои ин модел аз силсилаи алюминийи Siemens 1LA9 илҳом гирифта шудааст ва дар SolidWorks 2017 модел шудааст. Модел барои мувофиқ кардани ниёзҳои нармафзори симулятсия каме тағир дода шудааст.Ҳангоми моделсозӣ бо ANSYS Workbench 2021 моделҳои CAD-ро тавассути нест кардани қисмҳои номатлуб, нест кардани филеҳо, фосилаҳо ва ғайра тағир диҳед.
Навоварии тарроҳӣ куртаи обист, ки дарозии он аз рӯи натиҷаҳои моделиронии модели аввал муайян карда шудааст.Барои ба даст овардани натиҷаҳои беҳтарин ҳангоми истифодаи камар дар ANSYS ба моделиронии куртаи обӣ баъзе тағиротҳо ворид карда шуданд.Қисмҳои гуногуни IM дар расм нишон дода шудаанд.5а—ф.
(А).Асоси ротор ва чоҳи IM.(б) ядрои статори IM.(в) печи статори IM.(г) чаҳорчӯбаи берунии МИ.(д) куртаи обии IM.е) омезиши моделҳои ҳаво ва об хунукшудаи IM.
Вентелье, ки дар чоҳ васл шудааст, ҷараёни доимии ҳаворо 10 м/с ва ҳарорати 30 °С дар рӯи канатҳо таъмин мекунад.Арзиши суръат вобаста ба иқтидори фишори хуни дар ин мақола таҳлилшуда, ки аз он дар адабиёт нишон дода шудааст, ба таври тасодуфӣ интихоб карда мешавад.Минтақаи гарм аз ротор, статор, печҳои статор ва панҷараҳои қафаси ротор иборат аст.Маводи статор ва ротор пӯлод, печҳо ва чӯбҳои қафас мис, чаҳорчӯба ва қабурғаҳо алюминий мебошанд.Гармие, ки дар ин минтақаҳо ба вуҷуд меояд, аз падидаҳои электромагнитӣ, ба монанди гармшавии Ҷоул ҳангоми гузаштани ҷараёни беруна аз гардиши мис, инчунин тағирёбии майдони магнитӣ мебошад.Меъёрҳои гармидиҳии ҷузъҳои гуногун аз адабиёти гуногун барои 100 кВт IM гирифта шудаанд.
IM-ҳои ҳамгирошудаи ҳавоӣ ва об хунуккардашуда, ба ғайр аз шартҳои дар боло зикршуда, инчунин як куртаи обро дар бар мегиранд, ки дар он қобилиятҳои интиқоли гармӣ ва талабот ба қувваи насос барои суръати гуногуни ҷараёни об (5 л/дақ, 10 л/дақ) таҳлил карда шудаанд. ва 15 л/дақ).Ин клапан ҳамчун клапан ҳадди ақал интихоб карда шуд, зеро натиҷаҳо барои ҷараёнҳои камтар аз 5 л/дақ ба таври назаррас тағйир наёфтанд.Илова бар ин, суръати ҷараёни 15 л/дақ ҳамчун арзиши максималӣ интихоб карда шуд, зеро қувваи обкашӣ сарфи назар аз паст шудани ҳарорат хеле зиёд шуд.
Моделҳои гуногуни IM ба ANSYS Fluent ворид карда шуданд ва минбаъд бо истифода аз ANSYS Design Modeler таҳрир карда шуданд.Минбаъд дар атрофи милод барои тахлили харакати хаво дар атрофи двигатель ва омухтани харорати гармй ба атмосфера корпуси куттйшакли андозааш 0,3 × 0,3 × 0,5 м сохта шуд.Таҳлилҳои шабеҳ барои IM-ҳои ҳамгирошудаи ҳаво ва об хунук карда шуданд.
Модели IM бо истифода аз усулҳои ададии CFD ва FEM моделсозӣ шудааст.Мешҳо дар CFD сохта шудаанд, то доменро ба миқдори муайяни ҷузъҳо тақсим кунанд, то роҳи ҳалли онро пайдо кунанд.Барои геометрияи умумии мураккаби ҷузъҳои муҳаррик торҳои тетраэдралӣ бо андозаи мувофиқ истифода мешаванд.Ҳама интерфейсҳо бо 10 қабат пур карда шуданд, то натиҷаҳои дақиқи интиқоли гармии рӯизаминӣ ба даст оранд.Геометрияи шабакаи ду модели MI дар расм нишон дода шудааст.6а, б.
Муодилаи энергия ба шумо имкон медиҳад, ки интиқоли гармиро дар соҳаҳои гуногуни муҳаррик омӯзед.Модели турбулентии K-epsilon бо функсияҳои стандартии девор барои моделсозии нооромӣ дар атрофи сатҳи берунӣ интихоб шудааст.Модел энергияи кинетикӣ (Ek) ва диссипасияи турбулентиро (эпсилон) ба назар мегирад.Мис, алюминий, пӯлод, ҳаво ва об барои хосиятҳои стандартии худ барои истифода дар барномаҳои мувофиқ интихоб карда шуданд.Меъёрҳои паҳншавии гармӣ (ниг. Ҷадвали 2) ҳамчун вуруд дода шудаанд ва шароити гуногуни минтақаи батарея ба 15, 17, 28, 32 муқаррар карда шудаанд. Суръати ҳаво дар қуттии мотор барои ҳарду модели мотор то 10 м/с муқаррар карда шудааст. Илова бар ин, се меъёри гуногуни об барои болопӯши об ба назар гирифта шудааст (5 л/дақ, 10 л/дақ ва 15 л/дақ).Барои дақиқии бештар, пасмондаҳо барои ҳама муодилаҳо ба 1 × 10-6 баробар карда шуданд.Барои ҳалли муодилаҳои Navier Prime (NS) алгоритми SOLDAD (Усули нимимплиситӣ барои муодилаҳои фишор) -ро интихоб кунед.Пас аз ба итмом расидани оғозкунии гибридӣ, насбкунӣ 500 такрорро иҷро мекунад, тавре ки дар расми 7 нишон дода шудааст.
Вақти фиристодан: июл-24-2023