本文關(guān)鍵詞：全地面起重機(jī)冷卻系統(tǒng)空氣流場(chǎng)仿真分析　出處：《吉林大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：全地面起重機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,決定了傳統(tǒng)的工程裝備設(shè)計(jì)過(guò)程很難對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)外的流動(dòng)以及散熱過(guò)程同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)分析�，F(xiàn)在,具有使用范圍廣,限制條件少、獲得信息詳實(shí)、周期短、成本低等顯著特點(diǎn),并且可以得到大量目前試驗(yàn)難以獲得和解釋信息的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD),隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而再次興起。利用計(jì)算流體力學(xué)相關(guān)的成熟理論和軟件分析全地面起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)外流動(dòng)和散熱已經(jīng)成為一種有效的方法和手段。 本文所研究的某型全地面起重機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)在實(shí)際使用中未能達(dá)到前期設(shè)計(jì)要求,出現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水進(jìn)水溫度和進(jìn)氣溫度偏高的現(xiàn)象,散熱器和中冷器沒(méi)能發(fā)揮預(yù)期的散熱效果。針對(duì)冷卻系統(tǒng)散熱效果不佳的問(wèn)題,本文探討了影響發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)外流動(dòng)和換熱可能的因素,最終提出了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)可行的改進(jìn)方案。 本文主要的研究成果包括： 1)闡述了傳熱學(xué)的相關(guān)研究?jī)?nèi)容,詳細(xì)介紹了流動(dòng)與傳熱數(shù)值模擬的方法與步驟,并介紹了數(shù)值求解過(guò)程中涉及到的離散方法和方程求解,為后文的分析和研究做了理論上的鋪墊。 2)建立了某型全地面起重機(jī)的冷卻系統(tǒng)空氣流場(chǎng)的簡(jiǎn)化模型,利用網(wǎng)格構(gòu)造方法對(duì)模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分和加密處理。利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)定義了仿真計(jì)算的定解條件和相關(guān)物性參數(shù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)散熱器模塊、風(fēng)扇模型和發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋等模型參數(shù)進(jìn)行了公式擬合,獲得了這些模型的仿真參數(shù)。 3)為了驗(yàn)證仿真程序的正確性,建立了冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)置各個(gè)參數(shù),確定了求解控制條件和收斂標(biāo)準(zhǔn),然后通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比。結(jié)果顯示,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值和理論計(jì)算值相對(duì)比,它們之間的差異在允許范圍內(nèi),本文所采用的理論和仿真方法是可靠可信的。 4)首先對(duì)建立的某型全地面起重機(jī)的冷卻系統(tǒng)空氣流場(chǎng)的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了仿真計(jì)算,詳細(xì)解析了流場(chǎng)的速度、溫度和各通道流量分布情況,獲悉了散熱器模塊外部冷卻空氣換熱的分布規(guī)律。為了更好地獲取內(nèi)外耦合流場(chǎng)中的冷卻系統(tǒng)的散熱效能影響因素,本文又探討了環(huán)境溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和車速對(duì)整車模型與散熱器模塊的作用機(jī)理。隨著環(huán)境溫度降低,最顯著的效果是散熱器模塊內(nèi)冷卻流體出口溫度降低；隨著風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的升高,散熱器模塊的冷卻空氣流量增加,換熱功率也隨之增加；當(dāng)車速較快時(shí),由底部流入發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的冷卻空氣速度較快,對(duì)流換熱現(xiàn)象更加明顯,但熱回流也有增強(qiáng)。 5)發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋對(duì)冷卻空氣流動(dòng)的通暢程度、冷卻空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙后與艙內(nèi)熱回流空氣的混合程度、散熱器冷卻空氣入口溫度分布以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的熱回流的影響巨大,而這些因素又直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱能力,特別是散熱器模塊的換熱效能。隨著散熱器模塊前方間距的增加,散熱器模塊的換熱功率隨之增加,當(dāng)間距增加較大后,換熱功率并沒(méi)有明顯增加。最后的改進(jìn)方案是在發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋的頂部和兩側(cè)增加了開(kāi)口,并增大了一定散熱器模塊前方間距,仿真結(jié)果顯示,該方案優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)空氣流動(dòng)狀況,改善了散熱器模塊散熱效果,提高冷卻系統(tǒng)的換熱性能。
[Abstract]:......
【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】：2011
【分類號(hào)】：TH21

【引證文獻(xiàn)】

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1 徐振元;工程車輛波紋翅片散熱器特性分析與應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1400808