本文關(guān)鍵詞：工程車輛冷卻風(fēng)扇流體特性研究

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【摘要】：車用冷卻風(fēng)扇是冷卻風(fēng)扇的一個重要分支,廣泛應(yīng)用于汽車、工程機械和軍用車輛等車輛冷卻系統(tǒng)。本文結(jié)合國家科技支撐計劃課題“面向節(jié)能與安全的集成智能化工程機械裝備研發(fā)”(課題編號2013BAF07B04)對工程車輛冷卻風(fēng)扇進行了研究。在工程車輛上,冷卻風(fēng)扇主要作用是為動力艙創(chuàng)造空氣流動環(huán)境,給散熱器模塊提供足夠的冷空氣流量,保證車輛發(fā)動機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)散熱需求,維持車輛各子系統(tǒng)平穩(wěn)持續(xù)工作,使車輛動力性能和經(jīng)濟性能穩(wěn)定可靠。針對工程車輛冷卻風(fēng)扇本文做了以下研究： 首先,本文利用FLUENT軟件對冷卻風(fēng)扇性能進行了研究。分別建立了風(fēng)扇風(fēng)道和風(fēng)扇風(fēng)室兩種模型,對冷卻風(fēng)扇及其輔助部件進行性能分析。其中,風(fēng)扇風(fēng)道模型是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),建立的對于風(fēng)扇試驗性能仿真的三維模型。通過模擬試驗條件,結(jié)合MRF (Multiple Reference Frame)方法,對某廠家提供的圓弧彎板風(fēng)扇性能進行仿真,并與試驗數(shù)據(jù)進行對比。風(fēng)扇風(fēng)室模型是在相關(guān)參考文獻基礎(chǔ)上建立的對冷卻風(fēng)扇在其輔助部件下進行性能分析的三維模型。該模型內(nèi)引入了一個散熱器模型,通過散熱器性能變化來評價風(fēng)扇在輔助部件下的性能變化。 其次,在風(fēng)扇風(fēng)道模型內(nèi)對圓弧彎板風(fēng)扇安裝角、葉片弦長、葉片曲率半徑、輪轂比和葉片高度等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對冷卻風(fēng)扇性能影響進行了仿真分析。并結(jié)合正交試驗法和信噪比法分析了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對冷卻風(fēng)扇性能的敏感度,冷卻風(fēng)扇敏感度由大到小順序依次為安裝角、葉片弦長、曲率半徑和輪毅比。在風(fēng)扇風(fēng)室模型內(nèi)對冷卻風(fēng)扇與輔助部件的沉入量和徑向間隙變化對性能影響進行了分析,并將圓弧彎板風(fēng)扇常用的頂環(huán)結(jié)構(gòu)對風(fēng)扇性能影響進行了仿真分析。得到結(jié)論：當(dāng)沉入量和徑向間隙分別為36mm和5mm時,圓弧彎板風(fēng)扇在輔助部件下的性能最好,頂環(huán)對于圓弧彎板風(fēng)扇性能有一定提高。 再次,在風(fēng)扇風(fēng)道模型內(nèi)對風(fēng)扇翼型參數(shù)變化進行仿真分析,采用4種翼型分別為圓弧彎板翼型、Ls翼型、NACA6506翼型和NACA6512翼型,通過仿真確定了翼型升力系數(shù)與風(fēng)扇性能的關(guān)系。通過對4種翼型仿真可知,相對于其他兩種翼型,NACA6512翼型具有較好的氣動性能。根據(jù)圓弧彎板風(fēng)扇試驗數(shù)據(jù),采用孤立翼型法和NACA6512翼型對冷卻風(fēng)扇進行設(shè)計并仿真,新型風(fēng)扇能夠達到設(shè)計性能值。對新型風(fēng)扇進行前彎處理,前彎風(fēng)扇流量略小于新型風(fēng)扇,但靜壓性能較高。在風(fēng)扇風(fēng)室內(nèi)對新型風(fēng)扇和前彎風(fēng)扇進行仿真,與圓弧彎板風(fēng)扇對比可知,新型風(fēng)扇在輔助部件下性能最高。因此,對新型風(fēng)扇在輔助部件內(nèi)的沉入量和徑向間隙進行仿真分析,得到結(jié)論：當(dāng)沉入量和徑向間隙分別為24mm和5mm時,新型風(fēng)扇在輔助部件下性能最好。 最后,以50型裝載機動力艙為研究對象,對圓弧彎板風(fēng)扇和新型風(fēng)扇及其輔助部件進行分析,確定了4種方案,對比各方案下動力艙流體特性和換熱性能。對新型風(fēng)扇和輔助部件改進對于流體特性和換熱特性的影響進行了評估。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH48

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本文編號：1253775