Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com.Tha thu a’ cleachdadh dreach brobhsair le taic CSS cuibhrichte.Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brobhsair ùraichte (no cuir à comas Modh Co-chòrdalachd ann an Internet Explorer).Anns an eadar-ama, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, tha sinn a 'sealltainn na làraich gun stoidhlichean agus JavaScript.
Air sgàth cosgaisean obrachaidh agus fad-beatha an einnsean, tha ro-innleachd riaghlaidh teirmeach einnsean air leth cudromach.Tha an artaigil seo air ro-innleachd riaghlaidh teirmeach a leasachadh airson motaran inntrigidh gus seasmhachd nas fheàrr a thoirt seachad agus èifeachdas adhartachadh.A bharrachd air an sin, chaidh ath-sgrùdadh farsaing a dhèanamh air an litreachas mu dhòighean fuarachaidh einnsean.Mar a’ phrìomh thoradh, tha àireamhachadh teirmeach de motair asyncronach làn-chumhachd air a fhuarachadh le èadhar, a’ toirt aire don duilgheadas ainmeil a thaobh cuairteachadh teas.A bharrachd air an sin, tha an sgrùdadh seo a’ moladh dòigh-obrach amalaichte le dà ro-innleachd fuarachaidh no barrachd gus coinneachadh ri feumalachdan gnàthach.Chaidh sgrùdadh àireamhach de mhodail de motair asyncronach 100 kW air a fhuarachadh le èadhar agus modal riaghlaidh teirmeach leasaichte den aon motair, far a bheil àrdachadh mòr ann an èifeachdas motair air a choileanadh tro mheasgachadh de fhuarachadh èadhair agus siostam fuarachaidh uisge aonaichte. Air a dhèanamh.Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air siostam aonaichte air a fhuarachadh le èadhar agus air a fhuarachadh le uisge a’ cleachdadh dreachan SolidWorks 2017 agus ANSYS Fluent 2021.Chaidh trì sruthan uisge eadar-dhealaichte (5 L / min, 10 L / min, agus 15 L / min) a sgrùdadh an aghaidh motaran inntrigidh àbhaisteach air fhuarachadh le èadhar agus air an dearbhadh le bhith a’ cleachdadh na goireasan foillsichte a tha rim faighinn.Tha an sgrùdadh a’ sealltainn, airson diofar ìrean srutha (5 L/min, 10 L/min agus 15 L/min fa leth) gun d’fhuair sinn lùghdachadh teothachd co-fhreagarrach de 2.94%, 4.79% agus 7.69%.Mar sin, tha na toraidhean a’ sealltainn gum faod an motair inntrigidh freumhaichte an teòthachd a lughdachadh gu h-èifeachdach an taca ris a’ motair inntrigidh air fhuarachadh le èadhar.
Is e an motair dealain aon de na prìomh innleachdan ann an saidheans innleadaireachd an latha an-diugh.Bithear a’ cleachdadh motaran dealain anns a h-uile càil bho innealan taighe gu carbadan, a’ toirt a-steach gnìomhachasan chàraichean agus itealain.Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha fèill mhòr air motaran inntrigidh (AM) air sgàth an torque tòiseachaidh àrd, deagh smachd astar agus comas cus cuideim meadhanach (Fig. 1).Chan e a-mhàin gu bheil motaran inntrigidh a’ toirt air na bleibean solais agad deàrrsadh, bidh iad a’ toirt cumhachd don mhòr-chuid de na h-innealan san dachaigh agad, bhon bhruis fhiaclan agad gu do Tesla.Tha lùth meacanaigeach ann an IM air a chruthachadh le bhith a’ conaltradh ri raon magnetach an stator agus lùban rotor.A bharrachd air an sin, tha IM na roghainn obrachail mar thoradh air solar cuibhrichte de mheatailtean talmhainn tearc.Ach, is e prìomh ana-cothrom ADn gu bheil am beatha agus an èifeachdas gu math mothachail air teòthachd.Bidh motaran inntrigidh ag ithe timcheall air 40% de dhealan an t-saoghail, agus bu chòir sin ar toirt gu bhith a’ smaoineachadh gu bheil riaghladh caitheamh cumhachd nan innealan sin deatamach.
Tha an co-aontar Arrhenius ag ràdh, airson gach àrdachadh 10 ° C ann an teòthachd obrachaidh, gu bheil beatha an einnsean gu lèir air a leth.Mar sin, gus dèanamh cinnteach à earbsachd agus àrdachadh cinneasachd an inneil, feumar aire a thoirt do smachd teirmeach air cuideam fala.San àm a dh'fhalbh, chaidh mion-sgrùdadh teirmeach a dhearmad agus tha dealbhadairean motair air beachdachadh air an duilgheadas a-mhàin air an iomall, stèidhichte air eòlas dealbhaidh no caochladairean meud eile leithid dùmhlachd sruth lùbach, msaa. suidheachadh teasachaidh cùise, a’ leantainn gu àrdachadh ann am meud inneal agus mar sin àrdachadh ann an cosgais.
Tha dà sheòrsa de mhion-sgrùdadh teirmeach ann: mion-sgrùdadh cuairteachaidh cnapach agus dòighean àireamhach.Is e prìomh bhuannachd dhòighean anailis an comas àireamhachadh a dhèanamh gu sgiobalta agus gu ceart.Ach, feumar oidhirp mhòr a dhèanamh gus cuairtean a mhìneachadh le cinnt gu leòr airson a bhith ag atharrais air slighean teirmeach.Air an làimh eile, tha dòighean àireamhach air an roinn gu garbh ann an daineamaigs lionn coimpiutaireachd (CFD) agus mion-sgrùdadh teirmeach structarail (STA), a bhios le chèile a’ cleachdadh mion-sgrùdadh eileamaidean crìochnaichte (FEA).Is e buannachd mion-sgrùdadh àireamhach gu bheil e a’ toirt cothrom dhut geoimeatraidh an inneil a mhodaladh.Ach, uaireannan faodaidh suidheachadh siostam agus àireamhachadh a bhith duilich.Tha na h-artaigilean saidheansail air an deach beachdachadh gu h-ìosal nan eisimpleirean taghte de mhion-sgrùdadh teirmeach agus electromagnetic air diofar motaran inntrigidh ùr-nodha.Thug na h-artaigilean seo air na h-ùghdaran sgrùdadh a dhèanamh air uinneanan teirmeach ann an motaran asyncronach agus dòighean airson an fhuarachadh.
Bha Pil-Wan Han1 an sàs ann an sgrùdadh teirmeach agus electromagnetic air MI.Tha an dòigh sgrùdaidh cuairteachaidh cnapach air a chleachdadh airson mion-sgrùdadh teirmeach, agus tha an dòigh eileamaid crìochnachaidh magnetach a tha ag atharrachadh ùine air a chleachdadh airson mion-sgrùdadh electromagnetic.Gus dìon cus cuideim teirmeach a thoirt seachad gu ceart ann an tagradh gnìomhachais sam bith, feumar teòthachd an stator lùbach a thomhas gu earbsach.Mhol Ahmed et al.2 modal lìonra teas òrdugh nas àirde stèidhichte air beachdachadh domhainn teirmeach agus thermodynamic.Tha leasachadh modhan modaladh teirmeach airson adhbharan dìon teirmeach gnìomhachais a’ faighinn buannachd bho fhuasglaidhean anailis agus beachdachadh air paramadairean teirmeach.
Chleachd Nair et al.3 mion-sgrùdadh aonaichte de 39 kW IM agus mion-sgrùdadh teirmeach àireamhach 3D gus ro-innse a dhèanamh air cuairteachadh teirmeach ann an inneal dealain.Rinn Ying et al.4 mion-sgrùdadh air IMs làn-dùinte (TEFC) làn fhuarachadh le luchd-leantainn le tuairmse teothachd 3D.Gealach et al.Rinn 5 sgrùdadh air feartan sruthadh teas IM TEFC a’ cleachdadh CFD.Chaidh am modal gluasaid motair LPTN a thoirt seachad le Todd et al.6.Bithear a’ cleachdadh dàta teodhachd deuchainneach còmhla ri teodhachd àireamhaichte a thig bhon mhodail LPTN a thathar a’ moladh.Chleachd Peter et al.7 CFD gus sgrùdadh a dhèanamh air an t-sruth adhair a bheir buaidh air giùlan teirmeach motaran dealain.
Mhol Cabral et al8 modal teirmeach IM sìmplidh anns an deach teòthachd an inneil fhaighinn le bhith a’ cleachdadh co-aontar sgaoileadh teas an t-siolandair.Rinn Nategh et al.9 sgrùdadh air siostam motair tarraing fèin-ghluasadach a’ cleachdadh CFD gus dearbhadh dè cho ceart ‘s a tha co-phàirtean làn-leasaichte.Mar sin, faodar sgrùdaidhean àireamhach agus deuchainneach a chleachdadh gus atharrais a dhèanamh air mion-sgrùdadh teirmeach air motaran inntrigidh, faic fige.2.
Mhol Yinye et al.10 dealbhadh gus riaghladh teirmeach a leasachadh le bhith a’ gabhail brath air feartan teirmeach cumanta stuthan àbhaisteach agus stòran cumanta de chall pàirt inneal.Thaisbean Marco et al.11 slatan-tomhais airson a bhith a’ dealbhadh shiostaman fuarachaidh agus seacaidean uisge airson co-phàirtean inneal a’ cleachdadh modalan CFD agus LPTN.Tha Yaohui et al.12 a 'toirt seachad diofar stiùiridhean airson a bhith a' taghadh dòigh fuarachaidh iomchaidh agus a 'measadh coileanadh tràth sa phròiseas dealbhaidh.Mhol Nell et al.13 modalan a chleachdadh airson atharrais electromagnetic-teirmeach ceangailte airson raon sònraichte de luachan, ìre mion-fhiosrachaidh agus cumhachd àireamhachd airson duilgheadas ioma-fiosaig.Rinn Jean et al.14 agus Kim et al.15 sgrùdadh air cuairteachadh teothachd motair inntrigidh air fhuarachadh le èadhar a’ cleachdadh raon FEM ceangailte 3D.Obraich a-mach dàta cuir a-steach a’ cleachdadh mion-sgrùdadh làraich gnàthach 3D eddy gus call Joule a lorg agus an cleachdadh airson mion-sgrùdadh teirmeach.
Rinn Michel et al.16 coimeas eadar luchd-leantainn fuarachaidh ceud-ghluasadach gnàthach le luchd-leantainn axial de dhiofar dhealbhaidhean tro shamhlaidhean agus dheuchainnean.Choilean aon de na dealbhaidhean sin leasachaidhean beaga ach cudromach ann an èifeachdas einnsean agus aig an aon àm cumail suas an aon teòthachd obrachaidh.
Chleachd Lu et al.17 an dòigh cuairteachaidh magnetach co-ionann an co-bhonn ri modail Boglietti gus tuairmse a dhèanamh air call iarainn air cas motair inntrigidh.Tha na h-ùghdaran a’ gabhail ris gu bheil cuairteachadh dùmhlachd flux magnetach ann an crois-earrann sam bith taobh a-staigh motair an fhearsaid èideadh.Rinn iad coimeas eadar an dòigh-obrach aca agus toraidhean mion-sgrùdadh eileamaidean crìochnaichte agus modalan deuchainneach.Faodar an dòigh seo a chleachdadh airson mion-sgrùdadh luath air MI, ach tha a mhearachd cuibhrichte.
Tha 18 a’ taisbeanadh diofar dhòighean airson mion-sgrùdadh a dhèanamh air raon electromagnetic de motaran inntrigidh sreathach.Nam measg, thathas a’ toirt cunntas air dòighean airson tuairmse a dhèanamh air call cumhachd ann an rèilichean reactive agus dòighean airson ro-innse àrdachadh teòthachd motaran inntrigidh sreathach tarraing.Faodar na dòighean sin a chleachdadh gus èifeachdas tionndaidh lùth motaran inntrigidh sreathach a leasachadh.
Zabdur et al.Rinn 19 sgrùdadh air coileanadh seacaidean fuarachaidh a’ cleachdadh modh àireamhach trì-thaobhach.Bidh an seacaid fuarachaidh a’ cleachdadh uisge mar phrìomh thùs fuarachaidh airson an IM trì-ìrean, a tha cudromach airson an cumhachd agus an teòthachd as àirde a tha riatanach airson pumpadh.Tha Rippel et al.Tha 20 air peutant a dhèanamh air dòigh-obrach ùr a thaobh siostaman fuarachaidh leaghaidh ris an canar fuarachadh lannaichte transverse, anns am bi an inneal-fuarachaidh a’ sruthadh gu transverse tro roinnean cumhang air an cruthachadh le tuill ann an lamination magnetach a chèile.Deriszade et al.Rinn 21 sgrùdadh deuchainneach air fuarachadh motaran tarraing ann an gnìomhachas nan càraichean a’ cleachdadh measgachadh de ethylene glycol agus uisge.Dèan measadh air coileanadh diofar mheasgachaidhean le mion-sgrùdadh fluid buaireasach CFD agus 3D.Sheall sgrùdadh atharrais le Boopathi et al.22 gu bheil an raon teòthachd airson einnseanan air a fhuarachadh le uisge (17-124 ° C) gu math nas lugha na airson einnseanan air fhuarachadh le èadhar (104-250 ° C).Tha an teòthachd as àirde den motair alùmanum air a fhuarachadh le uisge air a lughdachadh 50.4%, agus tha an teòthachd as àirde den motair fuarachadh uisge PA6GF30 air a lughdachadh 48.4%.Rinn Bezukov et al.23 measadh air buaidh cruthachadh sgèile air giùlan teirmeach balla an einnsein le siostam fuarachaidh leaghaidh.Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil film ocsaid 1.5 mm tiorma a 'lùghdachadh gluasad teas 30%, a' meudachadh caitheamh connaidh agus a 'lùghdachadh cumhachd einnsein.
Rinn Tanguy et al.24 deuchainnean le diofar ìrean sruthadh, teòthachd ola, astaran cuairteachaidh agus modhan stealladh airson motaran dealain a’ cleachdadh ola lubaidh mar inneal-fuarachaidh.Tha dàimh làidir air a stèidheachadh eadar ìre sruth agus èifeachdas fuarachaidh iomlan.Mhol Ha et al.25 gun cleachdar drip nozzles mar nozzles gus am film ola a sgaoileadh gu cothromach agus gus èifeachdas fuarachaidh einnsean a mheudachadh.
Rinn Nandi et al.26 mion-sgrùdadh air buaidh pìoban teas còmhnard cumadh L air coileanadh einnsean agus riaghladh teirmeach.Tha am pàirt evaporator pìob teas air a chuir a-steach don chòmhdach motair no air a thiodhlacadh anns a ’chrann motair, agus tha am pàirt condenser air a chuir a-steach agus air fhuarachadh le bhith a’ cuairteachadh leaghan no èadhar.Bha Bellettre et al.Rinn 27 sgrùdadh air siostam fuarachaidh PCM solid-liquid airson stator motair gluasadach.Bidh am PCM a’ lìonadh na cinn lùbach, a’ lughdachadh teòthachd an àite teth le bhith a’ stòradh lùth teirmeach falaichte.
Mar sin, thathas a’ measadh coileanadh motair agus teòthachd a’ cleachdadh diofar ro-innleachdan fuarachaidh, faic fige.3. Tha na cuairtean fuarachaidh seo air an dealbhadh gus smachd a chumail air teòthachd lùbach, truinnsearan, cinn lùbach, magnets, closaichean agus lannan deiridh.
Tha siostaman fuarachaidh leaghaidh ainmeil airson an gluasad teas èifeachdach.Ach, bidh pumpadh inneal-fuarachaidh timcheall an einnsein a 'caitheamh mòran lùth, a tha a' lùghdachadh toradh cumhachd èifeachdach an einnsean.Tha siostaman fuarachaidh èadhair, air an làimh eile, mar dhòigh air a chleachdadh gu farsaing air sgàth cho ìosal sa tha iad agus cho furasta an ùrachadh.Ach, tha e fhathast nas èifeachdaiche na siostaman fuarachaidh leaghaidh.Tha feum air dòigh-obrach aonaichte a dh’ fhaodas coileanadh gluasad teas àrd siostam air fhuarachadh le leaghan a chur còmhla ri cosgais ìosal siostam air fhuarachadh le èadhar gun a bhith a’ caitheamh lùth a bharrachd.
Tha an artaigil seo a’ liostadh agus a’ sgrùdadh call teas ann an AD.Tha uidheamachd na duilgheadas seo, a bharrachd air teasachadh agus fuarachadh motaran inntrigidh, air a mhìneachadh anns an roinn Call Teas ann an Motors Inntrigidh tro Ro-innleachdan fuarachaidh.Tha call teas cridhe motair inntrigidh air a thionndadh gu teas.Mar sin, tha an artaigil seo a’ beachdachadh air uidheamachd gluasad teas taobh a-staigh an einnsean le giùlan agus convection èiginneach.Thathas ag aithris air modaladh teirmeach IM a’ cleachdadh co-aontaran leantainneachd, co-aontaran Navier-Stokes/momentum agus co-aontaran lùtha.Rinn an luchd-rannsachaidh sgrùdaidhean teirmeach anailis agus àireamhach air IM gus tuairmse a dhèanamh air teòthachd lùban stator airson an aon adhbhar smachd a chumail air rèim teirmeach an motair dealain.Tha an artaigil seo a’ cuimseachadh air mion-sgrùdadh teirmeach air IMs air fhuarachadh le èadhar agus mion-sgrùdadh teirmeach air IMs amalaichte air fhuarachadh le èadhar agus air fhuarachadh le uisge a’ cleachdadh modaladh CAD agus atharrais fileanta ANSYS.Agus tha buannachdan teirmeach a’ mhodail leasaichte aonaichte de shiostaman air fhuarachadh le èadhar agus air fhuarachadh le uisge air an sgrùdadh gu domhainn.Mar a chaidh a ràdh gu h-àrd, chan eil na sgrìobhainnean a tha air an liostadh an seo nan geàrr-chunntas air an ìre as ùire ann an raon uinneanan teirmeach agus fuarachadh motaran inntrigidh, ach tha iad a’ nochdadh mòran dhuilgheadasan a dh’ fheumar fhuasgladh gus dèanamh cinnteach à obrachadh earbsach motaran inntrigidh .
Mar as trice bidh call teas air a roinn ann an call copair, call iarann agus call suathaidh / meacanaigeach.
Tha call copair mar thoradh air teasachadh Joule mar thoradh air seasmhachd an stiùiriche agus faodar a thomhas mar 10.28:
far a bheil q̇g an teas a chaidh a chruthachadh, is e I agus Ve an sruth ainmichte agus an bholtaids, fa leth, agus is e Re an aghaidh copair.
Is e call iarainn, ris an canar cuideachd call dìosganach, an dàrna prìomh sheòrsa de chall a dh’ adhbhraicheas hysteresis agus call sruth eddy ann an AM, gu ìre mhòr air adhbhrachadh leis an raon magnetach a tha ag atharrachadh ùine.Tha iad air an tomhas leis a’ cho-aontar Steinmetz leudaichte, agus faodar na co-èifeachdan aca a mheas seasmhach no caochlaideach a rèir cumhaichean obrachaidh10,28,29.
far a bheil Khn na fhactar call hysteresis a thàinig bhon diagram call bunaiteach, is e Ken am bàillidh call sruth eddy, is e N an clàr-amais harmonic, is e Bn agus f an dùmhlachd flux as àirde agus tricead an excitation neo-sinusoidal, fa leth.Faodar an co-aontar gu h-àrd a dhèanamh nas sìmplidhe mar a leanas10,29:
Nam measg, is e K1 agus K2 am prìomh fhactar call agus call gnàthach eddy (qec), call hysteresis (qh), agus cus call (qex), fa leth.
Is e call luchdan gaoithe agus suathadh an dà phrìomh adhbhar airson call meacanaigeach ann an IM.Tha call gaoithe is brisidh 10,
Anns an fhoirmle, is e n an astar cuairteachaidh, is e Kfb an co-èifeachd call brisidh, is e D trast-thomhas an rotor a-muigh, is e l fad an rotor, is e G cuideam an rotor 10.
Is e a’ phrìomh dhòigh airson gluasad teas taobh a-staigh an einnsean tro ghiùlan agus teasachadh a-staigh, mar a chaidh a dhearbhadh le co-aontar Poisson30 a chuirear an sàs san eisimpleir seo:
Rè obrachadh, às deidh àm sònraichte nuair a ruigeas an motair staid sheasmhach, faodar an teas a thèid a chruthachadh a thomhas le bhith a’ teasachadh sruthadh teas an uachdar gu cunbhalach.Mar sin, faodar gabhail ris gu bheil an giùlan taobh a-staigh an einnsean air a dhèanamh le bhith a ’leigeil a-mach teas a-staigh.
Thathas den bheachd gu bheil an gluasad teas eadar na sgiathan agus an àile mun cuairt air convection èiginneach, nuair a dh’ fheumas an lionn gluasad ann an stiùireadh sònraichte le feachd bhon taobh a-muigh.Faodar convection a chuir an cèill mar 30:
far a bheil h an co-èifeachd gluasad teas (W / m2 K), is e A an raon uachdar, agus is e ΔT an eadar-dhealachadh teòthachd eadar uachdar gluasad teas agus an fhuaradair ceart-cheàrnach ris an uachdar.Tha an àireamh Nusselt (Nu) na thomhas den cho-mheas de ghluasad teas convective agus conductive ceart-cheàrnach ris a’ chrìoch agus tha e air a thaghadh a rèir feartan sruthadh laminar agus buaireasach.A rèir an dòigh empirigeach, mar as trice bidh an àireamh de shruth buaireasach Nusselt co-cheangailte ri àireamh Reynolds agus àireamh Prandtl, air a chuir an cèill mar 30:
far a bheil h na cho-èifeachd gluasad teas convective (W / m2 K), is e l an fhaid àbhaisteach, is e λ seoltachd teirmeach an lionn (W / m K), agus tha an àireamh Prandtl (Pr) na thomhas den cho-mheas de an co-èifeachd sgaoilidh momentum gu eadar-dhealachadh teirmeach (no luaths agus tiugh coimeasach an t-sreath crìche teirmeach), air a mhìneachadh mar 30:
far a bheil k agus cp an giùlan teirmeach agus comas teas sònraichte an leaghan, fa leth.San fharsaingeachd, is e èadhar agus uisge na fuaradairean as cumanta airson motaran dealain.Tha feartan leaghaidh èadhair is uisge aig teòthachd na h-àrainneachd air an sealltainn ann an Clàr 1.
Tha modaladh teirmeach IM stèidhichte air na barailean a leanas: staid sheasmhach 3D, sruthadh buaireasach, tha èadhar na dheagh ghas, rèididheachd glè bheag, lionn Newtonian, lionn neo-dhrùidhteach, suidheachadh neo-shleamhnach, agus feartan seasmhach.Mar sin, thathas a’ cleachdadh na co-aontaran a leanas gus laghan glèidhteachais tomad, momentum agus lùth a choileanadh anns an sgìre leaghaidh.
Anns a ’chùis choitcheann, tha an co-aontar glèidhteachais mòr co-ionann ris an t-sruth tomad lom a-steach don chill le leaghan, air a dhearbhadh leis an fhoirmle:
A rèir an dàrna lagh aig Newton, tha ìre atharrachaidh momentum mìrean liùlach co-ionann ri suim nam feachdan a tha ag obair air, agus faodar an co-aontar glèidhteachais momentum coitcheann a sgrìobhadh ann an cruth vector mar:
Tha na briathran ∇p, ∇∙τij, agus ρg anns a’ cho-aontar gu h-àrd a’ riochdachadh cuideam, slaodachd, agus grabhataidh, fa leth.Thathas den bheachd gu bheil meadhanan fuarachaidh (adhair, uisge, ola, msaa) air an cleachdadh mar fhuaradairean ann an innealan mar Newtonian.Chan eil na co-aontaran a chithear an seo a’ toirt a-steach ach dàimh sreathach eadar cuideam rùsgaidh agus caisead luaths (ìre teannachaidh) ceart-cheàrnach ris an t-slighe rùsgaidh.A’ beachdachadh air slaodachd seasmhach agus sruthadh cunbhalach, faodar co-aontar (12) atharrachadh gu 31:
A rèir a ’chiad lagh de thermodynamics, tha an ìre atharrachaidh ann an lùth mìrean liùlach co-ionann ri suim an teas lom a thig bhon phìos leaghaidh agus an cumhachd lom a thig a-mach leis a’ ghràinean liùlach.Airson sruth slaodach teannachaidh Newtonian, faodar an co-aontar glèidhteachais lùtha a chuir an cèill mar31:
far a bheil Cp na chomas teas aig cuideam cunbhalach, agus tha an teirm ∇ ∙ (k∇T) co-cheangailte ri giùlan teirmeach tro chrìoch cealla leaghaidh, far a bheil k a’ comharrachadh an seoltachd teirmeach.Thathas a’ beachdachadh air tionndadh lùth meacanaigeach gu teas a thaobh \(\varnothing\) (ie, gnìomh sgaoilidh viscous) agus tha e air a mhìneachadh mar:
Far a bheil \(\rho\) dùmhlachd an leaghan, is e \(\mu\) slaodachd an leaghan, is e u, v agus w comas an stiùiridh x, y, z den luaths leaghan, fa leth.Tha an teirm seo a’ toirt cunntas air tionndadh lùth meacanaigeach gu lùth teirmeach agus faodar a leigeil seachad oir chan eil e cudromach ach nuair a tha slaodachd an lionn glè àrd agus caisead astar an lionn glè mhòr.Ann an cùis sruthadh cunbhalach, teas sònraichte seasmhach agus giùlan teirmeach, tha an co-aontar lùth air atharrachadh mar a leanas:
Tha na co-aontaran bunaiteach sin air am fuasgladh airson sruthadh laminar ann an siostam co-òrdanachaidh Cartesian.Ach, mar iomadh duilgheadas teicnigeach eile, tha obrachadh innealan dealain gu sònraichte co-cheangailte ri sruthan buaireasach.Mar sin, tha na co-aontaran sin air an atharrachadh gus dòigh cuibheasach Reynolds Navier-Stokes (RANS) a chruthachadh airson modaladh buairidh.
Anns an obair seo, chaidh prògram ANSYS FLUENT 2021 airson modaladh CFD leis na suidheachaidhean crìche co-fhreagarrach a thaghadh, leithid am modail air a bheilear a ’beachdachadh: einnsean asyncronach le fuarachadh èadhair le comas 100 kW, trast-thomhas an rotor 80.80 mm, trast-thomhas den stator 83.56 mm (a-staigh) agus 190 mm (taobh a-muigh), beàrn èadhair 1.38 mm, fad iomlan 234 mm, an t-suim, tighead nan riban 3 mm..
Tha am modal einnsean air fhuarachadh le SolidWorks an uairsin air a thoirt a-steach gu ANSYS Fileanta agus atharrais.A bharrachd air an sin, tha na toraidhean a gheibhear air an sgrùdadh gus dèanamh cinnteach gu bheil an atharrais air a dhèanamh ceart.A bharrachd air an sin, chaidh IM aonaichte air a fhuarachadh le èadhar agus uisge a mhodaladh le bhith a’ cleachdadh bathar-bog SolidWorks 2017 agus air a shamhlachadh a’ cleachdadh bathar-bog ANSYS Fluent 2021 (Figear 4).
Tha dealbhadh agus tomhasan a’ mhodail seo air am brosnachadh leis an t-sreath alùmanum Siemens 1LA9 agus air a mhodaladh ann an SolidWorks 2017. Chaidh am modail atharrachadh beagan gus freagairt air feumalachdan a’ bhathar-bog atharrais.Atharraich modalan CAD le bhith a’ toirt air falbh pàirtean nach eileas ag iarraidh, a’ toirt air falbh fillets, chamfers, agus barrachd nuair a bhios tu a’ modaladh le ANSYS Workbench 2021.
Is e ùr-ghnàthachadh dealbhaidh an seacaid uisge, a chaidh a fhad a dhearbhadh bho thoraidhean atharrais a ’chiad mhodail.Chaidh cuid de dh’ atharrachaidhean a dhèanamh air atharrais seacaid uisge gus na toraidhean as fheàrr fhaighinn nuair a bhios tu a’ cleachdadh a’ mheadhan ann an ANSYS.Tha diofar phàirtean den IM air an sealltainn ann am fige.5a–f.
(A).Crois rotor agus cas IM.(b) cridhe stator IM.(c) lùbach stator IM.(d) Frèam taobh a-muigh an MI.(e) Seacaid uisge IM.f) measgachadh de mhodalan IM air a fhuarachadh le èadhar agus uisge.
Bidh an neach-leantainn le cas a’ toirt seachad sruth adhair seasmhach de 10 m / s agus teòthachd 30 ° C air uachdar nan itean.Tha luach an reata air a thaghadh air thuaiream a rèir comas a 'bhroth-fala a chaidh a sgrùdadh san artaigil seo, a tha nas motha na na tha air a chomharrachadh anns an litreachas.Tha an raon teth a’ toirt a-steach an rotor, stator, stator windings agus bàraichean cèidse rotor.Is e stàilinn a th ’ann an stuthan an stator agus an rotor, is e copar a th’ anns na lùban agus na slatan cèidse, is e alùmanum a th ’anns a’ fhrèam agus na h-asnaichean.Tha an teas a thèid a chruthachadh anns na raointean sin mar thoradh air uinneanan electromagnetic, leithid teasachadh Joule nuair a thèid sruth a-muigh tro choil copair, a bharrachd air atharrachaidhean san raon magnetach.Chaidh ìrean fuasglaidh teas nan diofar phàirtean a thoirt bho dhiofar litreachas a bha ri fhaighinn airson 100 kW IM.
A bharrachd air na cumhaichean gu h-àrd, bha IMs aonaichte air a fhuarachadh le èadhar agus air a fhuarachadh le uisge cuideachd a’ toirt a-steach seacaid uisge, anns an deach comasan gluasad teas agus riatanasan cumhachd pumpa a sgrùdadh airson diofar ìrean sruthadh uisge (5 l / min, 10 l / min. agus 15 l / min).Chaidh a 'bhalbhaid seo a thaghadh mar a' bhalbhaiche as ìsle, oir cha do dh'atharraich na toraidhean gu mòr airson sruthan fo 5 L / min.A bharrachd air an sin, chaidh ìre sruth de 15 L / min a thaghadh mar an luach as àirde, leis gu bheil an cumhachd pumpaidh air àrdachadh gu mòr a dh ’aindeoin gun robh an teòthachd a’ dol sìos.
Chaidh diofar mhodalan IM a thoirt a-steach do ANSYS Fileanta agus an deasachadh a bharrachd a’ cleachdadh ANSYS Design Modeler.A bharrachd air an sin, chaidh còmhdach cumadh bogsa le tomhasan 0.3 × 0.3 × 0.5 m a thogail timcheall air an AD gus sgrùdadh a dhèanamh air gluasad èadhair timcheall an einnsean agus sgrùdadh a dhèanamh air toirt air falbh teas don àile.Chaidh mion-sgrùdaidhean co-chosmhail a dhèanamh airson IMan air fhuarachadh le èadhar agus uisge.
Tha am modail IM air a mhodaladh a’ cleachdadh modhan àireamhach CFD agus FEM.Tha mogaill air an togail ann an CFD gus àrainn a roinn ann an àireamh sònraichte de cho-phàirtean gus fuasgladh a lorg.Bithear a’ cleachdadh mogalan tetrahedral le meudan eileamaidean iomchaidh airson geoimeatraidh iom-fhillte coitcheann de cho-phàirtean einnsein.Chaidh a h-uile eadar-aghaidh a lìonadh le 10 sreathan gus toraidhean gluasad teas uachdar ceart fhaighinn.Tha geoimeatraidh clèithe dà mhodail MI air a shealltainn ann am Fig. .6a, b.
Leigidh an co-aontar lùtha dhut sgrùdadh a dhèanamh air gluasad teas ann an diofar raointean den einnsean.Chaidh am modal buaireadh K-epsilon le gnìomhan balla àbhaisteach a thaghadh gus modal buaireadh timcheall an uachdar a-muigh.Bidh am modail a’ toirt aire do lùth cineatach (Ek) agus sgaoileadh buaireasach (epsilon).Chaidh copar, alùmanum, stàilinn, èadhar agus uisge a thaghadh airson na feartan àbhaisteach aca airson an cleachdadh anns na tagraidhean aca.Tha ìrean sgaoilidh teas (faic Clàr 2) air an toirt a-steach mar chur-a-steach, agus tha diofar shuidheachaidhean sòn bataraidh air an suidheachadh gu 15, 17, 28, 32. Chaidh astar an adhair thairis air a’ chùis motair a shuidheachadh gu 10 m/s airson an dà mhodail motair, agus ann an A bharrachd air an sin, chaidh aire a thoirt do thrì ìrean uisge eadar-dhealaichte airson an seacaid uisge (5 l / min, 10 l / min agus 15 l / min).Airson barrachd mionaideachd, chaidh na fuigheall airson gach co-aontar a shuidheachadh co-ionann ri 1 × 10–6.Tagh an algairim SIMPLE (Modh Semi-Implicit airson Co-aontaran Brùthadh) gus co-aontaran Navier Prime (NS) fhuasgladh.Às deidh tòiseachadh tar-chinealach a bhith deiseil, ruithidh an stèidheachadh 500 tionndadh, mar a chithear ann am Figear 7.
Ùine puist: Iuchar-24-2023