本文關(guān)鍵詞：裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇變環(huán)量設(shè)計(jì)與流場(chǎng)不均勻性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：裝載機(jī)冷卻系統(tǒng)中的高溫工作介質(zhì)流經(jīng)散熱器,與動(dòng)力艙內(nèi)的冷卻空氣進(jìn)行對(duì)流換熱，使其溫度保持在正常范圍，，保證整機(jī)正常工作。動(dòng)力艙內(nèi)空氣的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)整車熱平衡問(wèn)題是十分重要的。冷卻風(fēng)扇是動(dòng)力艙內(nèi)強(qiáng)制空氣流動(dòng)的裝置，它改善了艙內(nèi)空氣流動(dòng)狀態(tài)，加強(qiáng)了冷卻空氣與散熱器組的對(duì)流換熱效果，拓展了整車的運(yùn)行工況和工作地域范圍,提高了裝載機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。性能優(yōu)異的冷卻風(fēng)扇不能通過(guò)單一的結(jié)構(gòu)參數(shù)實(shí)現(xiàn)，它往往具有良好的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合方式，同時(shí)它還必須與散熱器組有良好的匹配關(guān)系，并合理地布置在動(dòng)力艙中�？紤]到以上因素，本文從以下幾個(gè)方面對(duì)冷卻風(fēng)扇流場(chǎng)特性進(jìn)行了分析與改進(jìn)，并總結(jié)了相關(guān)規(guī)律。 首先，分析了裝載機(jī)熱平衡問(wèn)題的嚴(yán)重性，并通過(guò)某型裝載機(jī)動(dòng)力艙的布置特點(diǎn)說(shuō)明了冷卻空氣流動(dòng)的困難程度；分析了四款裝載機(jī)常用冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能特征，指出風(fēng)扇發(fā)展的三個(gè)趨勢(shì)；總結(jié)了國(guó)內(nèi)外冷卻風(fēng)扇空氣流動(dòng)特性的研究現(xiàn)狀，引出本文的研究?jī)?nèi)容。 其次，通過(guò)風(fēng)扇風(fēng)筒試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法分析了冷卻風(fēng)扇的性能。利用風(fēng)扇制造廠商搭建的風(fēng)扇風(fēng)筒試驗(yàn)臺(tái)，在7種不同出口阻力和6種風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的條件下，測(cè)量計(jì)算并繪制了風(fēng)扇靜壓曲線、功率曲線和靜壓效率曲線；通過(guò)數(shù)值模擬方法對(duì)冷卻風(fēng)扇的性能進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了風(fēng)道內(nèi)空氣的壓力分布與速度分布，同時(shí)擬合1800r/min風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下風(fēng)扇的性能曲線，并與試驗(yàn)曲線進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比發(fā)現(xiàn)在高流量條件下，仿真誤差在5%以內(nèi)，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可行性與正確性。 再次，采用孤立翼型法對(duì)冷卻風(fēng)扇進(jìn)行了變環(huán)量設(shè)計(jì)，并對(duì)其葉片進(jìn)行了前彎改進(jìn)。通過(guò)風(fēng)道模型對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)扇的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，重點(diǎn)分析了風(fēng)扇進(jìn)出口截面處空氣壓力和軸向速度的變化，以及葉片表面靜壓分布規(guī)律。研究表明：環(huán)量系數(shù)為-0.1的風(fēng)扇的葉片靜壓梯度較為均勻，二次流損失較低，在定流量的狀態(tài)下相比環(huán)量系數(shù)為-0.2的風(fēng)扇，靜壓增大了28.94Pa，全壓增大了65.73Pa，靜壓效率提高了1.49%，全壓效率提高了5.74%；在葉片的前彎改進(jìn)過(guò)程中，適當(dāng)?shù)那皬澖强梢詼p小葉頂損失，獲得更好的風(fēng)扇性能，但是過(guò)大的前彎角會(huì)加劇葉根處渦流，降低工作效率；綜合對(duì)比分析可知，前彎6°風(fēng)扇的性能較為優(yōu)秀。 最后，針對(duì)國(guó)內(nèi)某型裝載機(jī)散熱模塊和動(dòng)力艙結(jié)構(gòu)特征，采用變環(huán)量設(shè)計(jì)的優(yōu)化風(fēng)扇和相關(guān)數(shù)值模擬方法，分析總結(jié)了冷卻風(fēng)扇與散熱器之間的距離、冷卻風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的距離、不同部件組合特征以及不同風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對(duì)散熱模塊阻力特性和散熱特性的影響和內(nèi)在規(guī)律。研究表明：當(dāng)改變冷卻風(fēng)扇與散熱器的間距時(shí)，空氣流量變化不大，空氣流速分布對(duì)散熱器阻力特征影響較大，當(dāng)間距大于120mm時(shí)，流速不均勻系數(shù)和散熱器壓降變化趨勢(shì)減小；當(dāng)冷卻風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)的間距增大時(shí)，流速不均勻系數(shù)有所減小，但散熱器壓降主要受空氣流量影響，當(dāng)間距從90mm變化到180mm時(shí)，空氣流量增加了16.60%，散熱器壓降增加了22.39%；相比工程機(jī)械國(guó)Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)中需要增加中冷器的布置，它降低了冷卻液散熱器的流量，提高了散熱器入口的空氣溫度，降低了散熱器的散熱效果；當(dāng)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高時(shí)，空氣流量增大，散熱器入口表面的回流速度增大，回流面積減小，散熱模塊的散熱特性有所提高。
【關(guān)鍵詞】：裝載機(jī) 冷卻風(fēng)扇 流場(chǎng) 變環(huán)量設(shè)計(jì) 不均勻性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH243
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 冷卻風(fēng)扇研究13-18
• 1.2.1 冷卻風(fēng)扇類型13-15
• 1.2.2 冷卻風(fēng)扇研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 散熱模塊研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 動(dòng)力艙研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-20
• 第2章 冷卻風(fēng)扇性能分析20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 冷卻風(fēng)扇特征20-22
• 2.2.1 冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)參數(shù)20-21
• 2.2.2 冷卻風(fēng)扇性能參數(shù)21-22
• 2.3 冷卻風(fēng)扇性能試驗(yàn)22-26
• 2.3.1 冷卻風(fēng)扇風(fēng)筒試驗(yàn)22-23
• 2.3.2 試驗(yàn)方法和結(jié)果分析23-26
• 2.4 冷卻風(fēng)扇數(shù)值模擬方法26-30
• 2.4.1 數(shù)值模型建立26-29
• 2.4.2 數(shù)值模型計(jì)算29-30
• 2.5 冷卻風(fēng)扇數(shù)值模擬結(jié)果分析30-33
• 2.5.1 數(shù)值模擬結(jié)果30-32
• 2.5.2 數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 冷卻風(fēng)扇變環(huán)量設(shè)計(jì)34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 冷卻風(fēng)扇空氣流動(dòng)特性分析34-39
• 3.2.1 基元級(jí)分析34-35
• 3.2.2 徑向氣流分析35-37
• 3.2.3 流動(dòng)損失分析37-39
• 3.3 冷卻風(fēng)扇變環(huán)量設(shè)計(jì)39-46
• 3.3.1 冷卻風(fēng)扇設(shè)計(jì)目標(biāo)和步驟39-42
• 3.3.2 變環(huán)量風(fēng)扇模型建立42-43
• 3.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析43-46
• 3.4 葉片前彎改進(jìn)46-49
• 3.4.1 前彎風(fēng)扇模型建立46-47
• 3.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 散熱模塊氣流不均勻性分析50-68
• 4.1 引言50
• 4.2 散熱模塊空氣流動(dòng)特性分析50-52
• 4.2.1 空氣流動(dòng)基本特征50-51
• 4.2.2 氣流速度不均勻性51-52
• 4.3 散熱模塊阻力特性分析52-62
• 4.3.1 數(shù)值模型建立52-53
• 4.3.2 風(fēng)扇與散熱器間距對(duì)阻力特性的影響53-56
• 4.3.3 風(fēng)扇與發(fā)動(dòng)機(jī)間距對(duì)阻力特性的影響56-57
• 4.3.4 組合部件對(duì)阻力特性的影響57-59
• 4.3.5 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對(duì)阻力特性的影響59-62
• 4.4 散熱模塊散熱特性分析62-67
• 4.4.1 組合部件對(duì)散熱特性的影響62-65
• 4.4.2 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對(duì)散熱特性的影響65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第5章 全文總結(jié)68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 作者簡(jiǎn)介74-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：裝載機(jī)冷卻風(fēng)扇變環(huán)量設(shè)計(jì)與流場(chǎng)不均勻性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：296030