径-轴向磁轴承冷却设计及温度场分析

由于磁轴承与转子无直接物理接触、支承特性可控,在小功率等级电机环境下其损耗较低,可采用自然冷却。而对于大功率等级电机,磁轴承损耗增大,必须考虑冷却设计以降低其温升。该文以某型兆瓦级高速永磁发电机磁轴承为研究对象,在考虑径-轴向磁轴承集成状态及发电机实际内部环境条件下,基于径-轴向磁轴承三维流场、温度场分析,首先研究了自然冷却条件下磁轴承温度场特征,结果表明磁轴承温度过高,径向磁轴承定转子会产生较大热变形,增大磁轴承安全运行风险。为了解决该问题,该文结合电机空冷结构和磁轴承结构特征,提出一种集成化主动冷却结构,并仿真分析了冷却效果,结果表明进行主动冷却后径-轴向磁轴承温度明显下降,径向磁轴承定转子气隙变化量大幅减小。最后,进行样机温升试验,试验结果与仿真结果一致。

小直径潜油永磁同步电机温度场分析

针对小井眼井开发需求,设计了一台额定功率60 kW、机壳外径89 mm、铁芯总有效长度为5200 mm的高功率密度小直径潜油永磁同步电机。针对潜油永磁同步电机在井下高温环境工作时,产生热量难以散发导致电机温度升高的问题,利用Maxwell建立了电磁仿真模型,得出了其绕组铜耗和铁芯损耗,考虑机械损耗和杂散损耗,以此作为温度场计算的热源;基于传热学基本理论,利用Fluent建立了三维温度场仿真计算模型,仿真得出电机在额定工况条件下,不同气隙长度、电机油流速、环境温度及生产套管尺寸对电机温度场分布及温升的影响规律,为小直径潜油永磁同步电机的制造及应用提供了技术支撑。

基于ANSYS的煤矿悬臂式掘进机行走减速器作业时温度场分析

基于煤矿悬臂式掘进机行走减速器基本结构特征,介绍一种适用于行走减速器温度场分析的仿真分析方法。此方法可实现煤矿悬臂式掘进机行走减速器稳态温度场分析以及温度场分布分析,进而获取更为精准有效的温度场分布结果。根据仿真分析结果,指出行走减速器温度过高的原因,进而提出行走减速器改进建议,最后将温度场仿真方法和行走减速器改进建议应用于工程实践,确认方法及建议均具有一定的应用价值。

多三相分数槽集中式绕组容错电机匝间短路故障温度场分析

匝间短路是一种常见的电机绕组故障,会产生巨大的短路故障电流,导致绕组局部过热并使电机性能下降,造成严重的安全事故和连带损失。该文研究了一台多三相永磁磁阻电机在不同运行工况下匝间短路故障的电磁和热特性。通过精细化绕组建模将故障线圈和健康线圈加以区分,建立三维全域流固耦合仿真模型提高仿真精度。论文基于2D电磁模型和3D热模型的联合仿真分别探究了短路线圈位置、短路线圈匝数、负载电流以及转速对永磁电机匝间短路温度的影响,并加工一台功率为5 kW的样机进行实验验证。实验结果验证了仿真模型的准确性,同时为预防匝间短路故障提供了依据。

基于温度场分析的直流电能表计量准确度研究

针对设计相同、同一批次电动汽车直流充电桩在不同地区存在计量准确度不同的问题,从环境温度对直流充电桩中直流电能表计量准确度影响进行深入研究。除自然温度外直流充电桩充电中计量直流电能表周围和内部主要发热器件分别是外部分流器和内部电源芯片,考虑到电能表内部电路中对计量准确度影响最大的是计量芯片,文章研究对象确定为直流充电桩用采用分流器的直流计量表,针对其处于高寒地区,环境超低温表内部电源芯片、表外部分流器的发热共同对直流计量结果的影响,文中为直流电能表建立有限元模型,用于分析其所处环境温度场和以分流器为代表的发热量大的直流电能表配件和内部器件的温度分布,并联合数值仿真软件对其进行数值分析,最终得到直流电能表在高寒地区计量结果随温度变化的规律。

燃烧设备燃烧过程中的温度场分析与控制技术研究

本文研究了燃烧设备燃烧过程中的温度场分析与控制技术。首先分析了燃烧过程的基本原理,包括燃烧的定义和分类以及关键参数。然后,探讨了燃烧设备的温度场分析技术,包括温度场测量方法和温度场建模与仿真技术。在温度场控制技术方面,介绍了温度控制系统的基本原理、控制策略与方法,以及温度控制器的设计与实现。此外,还列举了温度控制技术在不同燃烧设备中的应用案例。在燃烧设备燃烧温度场分析与控制技术的研究进展方面,讨论了传统研究方法的发展与改进,以及先进技术如智能化控制技术和深度学习、人工智能技术在温度场分析与控制中的应用。最后,总结了研究的主要内容,并提出了未来的研究方向。

KYN28A-12kV/4000A开关柜的结构改进与温度场分析

文中针对12 kV/4 000 A开关柜设计中的温升问题,从限制发热和改善散热两方面对KYN28A-12 kV/4 000 A开关柜进行结构完善,将开关柜结构进行了简化建模,导入Ansys中分析了开关柜内的温度场。数值模拟的温升结果满足GB 3906—2006国标要求,改进后开关柜进行了实际温升实验,温升结果也满足IEC62271国际标准要求,表明结构改进方案是合理的,但模拟结果与实际实验结果最大温升点不太一致,希望在以后的研究中继续完善。

轴连轴承温度场分析

在对热传递方式分析的基础上,建立轴连轴承热传递模型。针对轴连轴承组件的具体工况及结构特点,并结合轴连轴承热传递模型,用有限差分法的思想将轴连轴承系统离散为一组温度节点。在球轴承拟静力学和生热分析的基础上,计算轴连轴承各组件的摩擦生热,轴连轴承组件各单元间摩擦生成的热量可近似按一定比例分配给内、外套圈。建立各个节点的能量平衡方程组,采用Newton-Raphson法对其进行数值求解。对不同工作转速和载荷下的轴承温度分布进行试验研究。结果表明,轴承转速和轴向载荷对轴承温升及温度分布影响较大,径向载荷对轴承温升及温度分布影响最小,其最高温度点位于球和内圈接触点上,外圈各点的温度低于对应的内圈各点的温度,其测试结果与计算结果基本吻合,数学模型正确合理。

超高强钢热成形模具温度场分析及冷却管道设计

以盒形件为例,研究了超高强钢热成形技术中板料和模具温度场的变化过程。根据传热学基本原理分析了超高强钢热成形工艺过程中板料、模具与环境之间的热量传递方式及其变化过程。根据热力学基本公式计算了板料和冷却水的热量,确定了冷却系统相关设计参数,为热成形模具设计提供了理论依据;借鉴注塑模冷却系统设计方法,设计了热成形模具的冷却管道结构,经计算各零件冷却管道的长度与计算结果相吻合。

热容模式下LD阵列泵浦Nd：GGG圆盘的温度场分析

为了研究Nd:GGG激光晶体圆盘在热容运行模式下的温度场分布及变化问题,根据实际情况建立物理模型进行了分析。从热传导微分方程出发,通过格林函数法求得激光器工作、冷却阶段晶体内部温度场的解析解,在一定程度上可以反映温度场的变化情况。数值计算了矩形LD光斑尺寸3 cm,泵浦功率8100 W、脉冲频率500 Hz、脉冲宽度0.2 ms条件下泵浦4s后圆盘的温度场以及变化曲线,得到4s末的最大应力已经达到晶体断裂极限的47%。采用280K、290K的温度分别对圆盘进行背面冷却时,需要60～70s左右的冷却时间;当采用280K对圆盘进行背面和侧面同时冷却时,冷却时间缩短到30s左右。

基于升降温全曲线的钢筋混凝土梁温度场分析

文章基于ISO834标准升降温全曲线,运用ABAQUS非线性有限元分析软件,以钢筋混凝土矩形截面梁为例,进行了单面、三面及四面受火工况下的梁截面温度场分析,得出了梁截面不同观测点的温度随标准升降温全曲线的变化规律。结果表明:由于混凝土的热惰性,越靠近受火面温度变化梯度越显著,除直接受火的截面边界之外,截面内部的升温出现不同程度的滞后现象,离受火面距离越远,滞后时间越长;钢筋混凝土梁经历升降温全过程后,梁截面各点经历的升温峰值温度不同,达到升温温度峰值的时间也不同,越远离受火面越滞后;在受火面停止升温进入降温阶段时,截面内部可能还处在升温阶段,形成了钢筋混凝土梁在受火面升温时其外部受火面温度高于截面内部温度,而在受火面停止升温进入降温段时,截面内部温度存在高于外部温度的情况,此现象在分析受火灾作用钢筋混凝土梁的承载性能时应加以考虑。

基于Fluent的热压板温度场分析及优化

以某公司生产的热压板为例,基于传热学的有关理论,给出了热压板温度场分析关键参数选定的有关理论。利用Fluent有限元分析软件对不同回路的热压板进行了温度场分析,对分析结果进行了探讨。在上述分析结果上对热压板的回路布置进行了优化,结果表明新的回路布置更加符合工程要求。

磨削淬火技术的温度场分析和材料相变研究

磨削淬火技术是利用磨削热对工件表面进行热处理 ,使工件表层发生马氏体相变 ,达到与表面强化处理一样的性能。通过对温度场的分析和材料相变的研究 ,发现利用计算机仿真磨削淬火温度场 ,不仅可以节省大量分析时间和试验费用 ,而且可以利用磨削温度场仿真技术 。

高精度石英挠性加速度计的温度场分析

利用有限元方法研究加速度计内部的温度分布,探讨了影响温度分布的因素,通过对温度误差的分析,阐述了提高加速度计力矩器标度因数稳定性的有效途径。结果表明:加速度计内部的温度传递以热传导为主,结构对称的两部分出现温度分布的不对称,导致变形也不对称;空气和辐射条件对反馈线圈的温度影响较大;外部电路和环境温度对壳体和磁路各组件影响较大,为高精度石英挠性加速度计的设计提供理论依据。

自动调温与均温艾灸仪的研制及温度场分析

为了解决现有艾灸过程中热量不均衡、热量利用率低、操作烦琐等问题,达到高效利用热量和药烟的目标,设计并实现了一种新型智能艾灸仪;该艾灸仪包含燃烧、熏蒸、收集及控制系统,可以实现烟雾自动收集、温度精确智能控制以及艾灸操作流程简化等功能。基于传热学理论对艾灸仪的熏蒸系统建立热力学模型,并利用Fluent软件对其进行温度场分析。分析结果表明:锥形流道是两种结构方案中较优的流道结构;所设计的温度均衡隔板对艾灸仪的温度均衡起到至关重要的作用;实际使用中存在的泄漏不仅对升温速度有轻微的影响,对温度场的分布也有一定的影响。设计与研究结果为现代艾灸仪的临床应用提供了理论基础。

高压机械密封动态温度场分析研究

以机械密封环动态温度场为研究对象,考虑热力变形对温度分布影响,在瞬态热分析和热弹性接触理论基础上提出了动态摩擦热的计算方法,给出了动态温度场分析的基本流程;然后基于E .迈尔的研究成果建立了动态摩擦系数模型;最后用ANSYS软件模拟了机械密封启动工况;结果表明,启动加载过程中密封端面接触区域变小和局部过热。

一种新型可植入式磁悬浮离心血泵的温度场分析

研究一种新型可植入式磁悬浮离心血泵的温度场情况。采用计算机辅助设计工具设计一种磁悬浮离心血泵,对血泵模型进行简化处理后导入到有限元分析软件中进行温度场分析。结果表明:在标准负荷下电机约在开始运转后250 s达到热平衡。血泵温升最高处为电机绕组,最高温度38.4℃,其次为铁心部分温度为38.3℃。血泵整体温升均不超过2℃。在设定的最大运转负荷状态下电机也在250 s达到热平衡。温升最高处仍为电机绕组,局部最高温度为39.963℃。与血液相接触的泵壳最高温度为39.3℃。血泵在标准负荷下温升符合要求。在最大负荷状态下电机绕组与铁芯温升超过要求,但可以通过减少电机产热,改良为上下双电机及增加上泵壳下血流量来减少局部过热问题。

低压断路器温度场分析

介绍了温度场分析基本原理,应用二维温度场有限元分析软件Ansoft Maxwell建立了低压断路器灭弧室的模型,进行了温度场分析,得到了灭弧室内温度场分布图。

暴雨降温作用下大型U型渡槽运行期温度场分析

基于南水北调中线湍河渡槽在夏季暴雨降温工况下的仿真计算分析,初步探讨了渡槽暴雨降温时温度边界条件,并归纳了大型U型渡槽在该工况下温度场、温度应力分布规律及裂缝可能出现区域,对U型渡槽运行期的防裂有一定的参考价值。

异种金属激光焊接的温度场分析方法及应用

随着激光焊接在电子元器件的局部焊接中应用越来越广泛,有必要开展焊接引起的产品可靠性问题的研究,而焊接温度场分析是进一步分析焊接缺陷以及焊接残余应力对产品可靠性影响的前提条件,因此,本文采用有限元方法计算了激光功率400 W,光斑直径0.3 mm,焊接时间1 min等参数下难熔异种金属钽和钼(Ta/Mo)的三维激光焊接模型的温度场。文章介绍了建模、网格划分、边界条件设置、材料性能参数随温度变化和相变潜热的处理方法,并计算了高斯和平均分布2种不同热源模型的加载方式的焊接温度场模拟结果。结果表明,对于激光热导焊采用高斯热源加载方式会更准确,焊接中间层金属Pt的最高温度有1 900.1℃,超过其熔点,焊接效果较好;同时呈现激光热导焊典型的熔池形貌—碗状,并用确定的仿真模型讨论了不同焊接速度、不同焊接功率对焊接温度场分布的影响,分析结果可为激光焊接异种金属材料的工艺参数的选择提供理论依据。