基于CFX的電動(dòng)工具馬達(dá)風(fēng)扇特性研究.pdf

1、電動(dòng)工具是一種機(jī)械化工具，它由電動(dòng)機(jī)或電磁鐵作為動(dòng)力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工作頭進(jìn)行作業(yè)。由于消費(fèi)習(xí)慣區(qū)別，電動(dòng)工具一直以來(lái)都在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家占有相當(dāng)大的市場(chǎng)份額，隨著制造業(yè)在我國(guó)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)電動(dòng)工具市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)張。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，電動(dòng)工具技術(shù)升級(jí)越來(lái)越受到重視，更多的技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)工具品質(zhì)的提升，包括提高效率、拓展功能、降低噪音、提高散熱等。
　　馬達(dá)風(fēng)扇是電動(dòng)工具最主要的散熱結(jié)構(gòu)，其散熱原理是風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片對(duì)空氣施加力

2、的作用，在流道內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)制對(duì)流，通過(guò)空氣的流動(dòng)帶走流道內(nèi)的熱量，以達(dá)到散熱的目的，其結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響風(fēng)扇風(fēng)量的根本因素。電動(dòng)工具工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，主要包括由機(jī)械結(jié)構(gòu)工作產(chǎn)生的機(jī)械噪聲和由風(fēng)扇工作時(shí)產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲兩部分，其中機(jī)械結(jié)構(gòu)噪聲遠(yuǎn)小于風(fēng)扇產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲，而風(fēng)扇結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變會(huì)極大地影響氣動(dòng)噪聲。因此，研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)風(fēng)扇風(fēng)量以及噪聲特性對(duì)于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)、提高散熱效率、降低風(fēng)扇噪聲有著極為重要的意義。
　　本文主要研究不同

3、結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于電動(dòng)工具馬達(dá)風(fēng)扇性能的影響，基于計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，CFD)數(shù)值模擬的方法安排仿真實(shí)驗(yàn)，獲得完備的風(fēng)扇性能影響曲線，其中，通過(guò)將仿真數(shù)據(jù)與特定結(jié)構(gòu)參數(shù)風(fēng)扇的實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比來(lái)驗(yàn)證仿真模型的準(zhǔn)確性。首先，合理安排仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)逆向成型原理建立流道三維模型，然后在ICEM CFD中完成風(fēng)扇流道模型的網(wǎng)格劃分，并在CFX中完成風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)仿真，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的風(fēng)扇流道，需要重復(fù)完

4、成建模、網(wǎng)格劃分和旋轉(zhuǎn)仿真過(guò)程。
　　對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)的風(fēng)量值，作為評(píng)價(jià)風(fēng)扇性能的指標(biāo)之一。采用多項(xiàng)式回歸的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，擬合不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)量的影響關(guān)系曲線，獲得定量或者定性的數(shù)學(xué)關(guān)系，并根據(jù)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)的氣動(dòng)特性，分析風(fēng)量的變化機(jī)理。對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)所獲得的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，橫向研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于風(fēng)扇噪聲特性（包括整體噪聲、離散噪聲和寬頻帶噪聲）的影響，縱向研究了特定風(fēng)扇尺寸下葉片以及流道的噪聲