DW100高速電機水冷系統(tǒng)分析及傳熱性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)向著高速高效的方向發(fā)展，高速電機應用領域不斷擴大，研究和開發(fā)速度和精度等級更高、適應各種應用條件的高速電機在電機設計領域勢在必行。由于具有體積小、轉(zhuǎn)速高、功率密度大等特點，高速電機在工作過程中產(chǎn)生了大量的熱，因此其高效冷卻問題越來越受到關注。本文對DW100高速水冷電機冷卻系統(tǒng)的三維穩(wěn)態(tài)熱流場進行數(shù)值模擬和傳熱性能研究，從而探索出能夠達到更高效率的冷卻方法，為開發(fā)出更高速度的高速電機提供有價值的參考依據(jù)。
　　本文從基

2、于熱流場的理論分析和冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模擬兩方面系統(tǒng)分析了高速電機水冷系統(tǒng)的冷卻問題。在基于熱流場的理論分析方面，分析了高速電機主要熱源分布，介紹了水冷系統(tǒng)熱流場模擬所需的傳熱學和流體力學基本理論知識，提出了有限元理論計算方法，從而建立了冷卻水套的數(shù)學模型和三維物理模型，做出了合理的假設，給定了正確的邊界條件，采用FLUENT分析軟件對冷卻系統(tǒng)的熱流場進行了數(shù)值模擬。在冷卻系統(tǒng)的數(shù)值模擬方面，分析了現(xiàn)有DW100高速電機冷卻水套結構，針對不

3、同的水冷結構進行了熱流場數(shù)值模擬，并將模擬結果與空冷結構進行對比，通過對比分析得出周向螺旋型水道結構相對較好;改變螺旋型水道冷卻水入口流速和螺旋水道高度值進行熱流場模擬，通過對模擬結果進行分析選出最佳水速和最優(yōu)水道高度值;在此優(yōu)選參數(shù)基礎上，提出了在冷卻水路中加翅片的強化冷卻形式，通過改變水道兩側翅片高度和數(shù)量進行模擬，并對多種模擬結果進行對比分析，得出最優(yōu)的翅片高度和最佳數(shù)量值，驗證了水道中加翅片結構能夠達到一定的強化冷卻效果。