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。

基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法

为了提升定子励磁无刷电机的冷却能力,提出了一种基于端部绕组模块的定子励磁无刷电机冷却方法.在电机端部绕组和定子铁芯叠片端部的间隙中插入端部绕组冷却(EWC)模块,以减小定子绕组热点区域和冷却介质之间的间隙,从而提高端部绕组的冷却能力.对非重叠式集中绕组长度计算模型进行改进,评估采用EWC模块前后电机定子电枢绕组长度的变化,分析EWC模块的电导率对电机定子损耗的影响.采用计算流体动力学(CFD)模型,对比EWC模块在不同铜耗和励磁源损耗密度下的冷却性能.结果表明,采用EWC模块可以使端部绕组的稳态温升降低约50%,热态时的绕组电阻降低7.51%,从而改善了定子的冷却条件.

基于逆向工程和随形冷却技术的汽车发动机冷却风扇建模和模具冷却系统设计

【目的】汽车发动机冷却风扇的工作性能直接影响发动机舱的散热效果,而风扇的叶片是风扇重要的工作元件,其制造技术和质量直接影响风扇的性能,需满足发动机冷却风扇注塑模具冷却系统设计要求。【方法】以某型号汽车的发动机冷却风扇为研究对象,采用扫描仪对发动机冷却风扇进行多次扫描得到点云并进行处理,进而利用Geomagic Design X软件对几何模型进行逆向重构,最后应用Moldflow软件对注塑模具的传统冷却水路与随形冷却水路进行对比分析,得到最佳的冷却系统设计方案。【结果】将逆向工程技术应用于汽车零部件的创新和改进之中,不仅可以获得满足要求的零部件,同时还可较大程度地节省研发时间,降低研发成本,提高生产效率。【结论】企业在对汽车零部件改型设计、产品仿制以及质量分析检测时,借助现代设计方法和先进技术,可有效缩短设计周期,为产品的开发节约更多的时间,提高了汽车零部件更新的效率。

基于Motor-CAD的六相容错永磁同步电机仿真设计

为检验六相永磁同步电机的工作性能,对永磁同步电机的结构与特点进行分析,确定了其定转子内外径尺寸、气隙、槽型、轴向长度、极槽数等主要参数;基于Motor-CAD电机仿真软件,对六相容错永磁同步电机进行电磁计算,分析了不同齿宽、槽圆角半径、槽数、永磁体弧长下电机转矩脉动、齿槽转矩的变化,得到了转速为1500 r/min下的转矩脉动、齿槽转矩、电机最大可能转矩等电机性能指标,并采用螺旋水道水冷方式对电机进行冷却设计,求解出电机各部分的温度数据。通过仿真实验发现,设计的电机符合转矩和温度要求。

复合式气冷涡轮导叶冷却设计与试验

介绍了某型复合式气冷涡轮导叶的冷却设计与试验研究,在较高的温度和压力条件下,进行了真实叶片的冷却效果试验。通过对试验状态的对比计算及试验结果的分析,结果表明:所设计的涡轮复合式气冷导叶在较宽广的冷气流量比范围内,具有良好的冷却特性,计算结果与试验结果吻合较好。

土工离心机稳态风阻功率简化估算方法与冷却设计优化

动力离心机被当前岩土地震工程界公认为最有效、先进的室内物理模型研究手段,但全球现役数量仍十分稀缺,大量动力和静力土工离心机在各国处于建设和筹划阶段。动力离心机建设具有问题多、难度大、周期长等特点,尤其是中、大型。风阻功率作为离心机驱动电机选取和机室冷却系统设计的基础参数,是设计关键问题之一,直接影响设备工作安全性和试验结果可靠性。本文以风阻功率和冷却方法为两个核心,首先建立与求解了风阻功率简化模型和计算方法,解释了土工离心机风阻功率发生机制和计算问题,提出了便于工程应用的简化估算方法;分析了机室内风场和温度场分布特点,提出了节能冷却系统设计优化方法。

高温气冷堆氦气轮机系统电磁轴承冷却方案设计

电磁轴承是高温气冷堆立式氦气轮机系统的重要组件之一。本文针对高温气冷堆氦气循环发电中的高温电磁轴承,设计了4种综合冷却方案;采用前处理软件GAMBIT对电磁轴承腔体进行三维建模,使用流体力学计算软件FLUENT对模型进行了分析。模拟结果表明,通过合理的设计及优化,腔体可以得到有效冷却,并能将腔体温度控制在设备运行要求范围之内。

横流式自然通风冷却塔设计

横流式自然通风冷却塔和逆流式自然通风冷却塔是工业冷却水系统两种重要的冷却设备,多年来,逆流式自然通风冷却塔发展迅速,占据了工业循环冷却水的主导地位,尤其是成为电力工业冷却水的首选。然而,横流式自然通风冷却塔在上个世纪80年代昙花一现后,逐渐销声匿迹了。近年来,因为环境保护的需要,冷却塔水滴噪音的防治和烟囱与冷却塔合二为一设计提到了日程,经过比较,业内人士发现横流式自然通风冷却塔塔型在降低水滴噪音和排烟方面有不可替代的优越性,因此,横流式自然塔的设计与使用重新引起了人们的注意。

某直升机主减速器滑油冷却系统设计

对直升机主减速器滑油冷却系统的滑油流量和热耦合设计方法进行了研究,对散热器散热特性、减速器对滑油加热规律、系统热耦合过程进行了分析,利用某直升机主减速器的实验数据,提出了针对该直升机主减速器滑油冷却系统设计的改进方法。利用改进方法进行的该直升机减速器滑油冷却系统的设计结果与理论分析相吻合。

冷却水系统设计温差节能性分析

从冷却水系统及冷水机组的全年运行能耗角度,分析了不同冷却水设计温差的节能性。冷却水系统全年能耗和冷水机组、系统负荷、湿球温度分布、冷却水系统设计温差有关。通过实例分析了北京、上海、广州3个地区在5、6、7、8℃4种设计温差下的冷却水系统全年能耗水平,得出在冷水机组性能允许的条件下,应尽可能加大冷却水设计温差以节能。

基于拟牛顿法气-液直接接触式冷却塔设计实例研究

最优化计算方法是能源与动力专业的基础课程,目前缺乏关于能源装备的实际案例。采用拟牛顿算法求解气-液接触式冷却塔设计问题。首先基于蒸发和冷凝物理过程构建常微分方程,进而采用拟牛顿法求解常微分方程,为改善迭代稳定性,开发一种基于液相温度最大值点的迭代更新算法,具有很好的收敛速度和稳定性。针对国外某台28MWe富氧燃烧电厂实际烟气计算所需冷却塔填料高度。研究发现:L/G对填料高度和烟气出口湿度的影响相似。过低的L/G大大增加填料高度和烟气出口湿度,而过高的L/G并不能有效降低填料高度和烟气出口湿度,存在最优L/G范围。降低液体温度提高了冷却塔出口烟气的冷凝效率,但温度低于10℃,冷凝效率的提升有限。根据L/G与液体温度的关系,获得最优的液体温度为10℃,相应的最优L/G范围为3.4～4.5。

叶轮注塑模具随形冷却水道设计与分析

以某企业叶轮塑件为研究对象,针对塑件腔体内部及柱位冷却难度大的问题,设计了叶轮注塑模具传统冷却水道和随形冷却水道方案,并进行了模流分析及对比分析,结果表明,与叶轮注塑模具传统冷却水道方案相比,随形冷却水道方案的塑件表面温差降低了22.1%,达到顶出温度的时间缩短了26.3%,柱位处顶出时的最大体积收缩率降低了30.6%,柱位处的翘曲变形值降低了51.7%。并且,根据随形冷却水道方案设计了叶轮注塑模具结构,进行了试模验证。对比分析与试模验证结果表明,设计的叶轮模具随形冷却水道有效地改善了塑件的冷却效果,提高了塑件的生产效率,降低了塑件的体积收缩率和翘曲变形值,从而改善了塑件质量。

某车载固态发射机的冷却系统设计

对某车载固态发射机内部功放组件和其他集中热源的散热问题进行了研究,完成了整个机柜系统冷却系统设计。计算证明在车载方舱的工作环境下,采用强迫空气冷却能满足车载固态发射机的散热要求。

一维CFD仿真分析在冷却系统设计中的应用

发动机散热性能的好坏直接关系到汽车的寿命。散热效率直接影响汽车的动力性和燃油经济性，发动机温度过高时，使得汽车的动力性和燃油经济性大大降低，若发动机舱温度太高，还可能造成发动机舱的自燃。

某热电厂冷却塔的控制爆破拆除设计

结合某电厂冷却塔的控制爆破拆除设计,详细介绍了高大薄壁混凝土构件控制爆破设计的要点及具体的施工工艺流程,对类似工程的设计施工具有参考价值。

一种大容量灯泡式水轮发电机冷却套设计新方法

简要介绍冷却套的工作原理、结构和热交换过程,在传统热路法的基础上,导出了计算冷却套传热的精确方程,提出一种适合大容量灯泡式水轮发电机冷却套设计的新方法。算例表明,该方法不仅适用于冷却套热校核,而且还适用于冷却套散热面积的精确设计。

涡轮叶片冷却设计优化方法研究

针对某型发动机高压涡轮工作叶片,采用试验设计方法,通过对内腔边界条件的主效应分析,对涡轮叶片截面温度分布进行优化。同时,对影响叶片内腔不同流动与换热类型的冷却结构元件换热系数的几何参数进行敏度分析。最后通过综合优化,获得在原设计基础上的优化结果。结果表明,该方法可以把原设计的截面最大温差有效降低。另外,通过对涡轮叶片冷却设计优化方法的探索,还获得了影响叶片冷却设计结果的参数关系曲线,该方法及结果可在涡轮叶片冷却设计时参考使用。

辊道窑冷却系统设计思路亟待更新

分析了目前辊道窑冷却带设计的不合理表现形式,就相关问题提出了对应的解决方法。

沥青摊铺机电液混合驱动智能冷却系统设计

ABG423型沥青摊铺机经常低速、大负荷工作在高温环境中,其发动机冷却系统散热强度非常大。同时,由于其冷却风扇由发动机曲轴定传动比驱动,加上发动机散热器和液压油散热器并排安装(增加了冷却空气的流动阻力),导致该机械冷却系统的冷却能力不足,且不能随发动机和液压油的散热需要自动调节,使发动机和液压油经常出现过热现象。为了解决上述问题,对ABG423型沥青摊铺机的原冷却系统进行改进,设计了一种新型的电液混合驱动的智能冷却系统;并介绍了该系统的设计原理和智能控制系统,以及智能控制系统的工作原理、硬件设计、软件设计等。

航空发电机风阻实验及匹配冷却风扇设计

为研究航空发电机匹配风扇设计的实用性方法,通过相应的实验装置,对某型航空发电机进行了风阻特性实验。通过强迫通风实验测得发电机不同状态下的风阻、流量及温升,根据实验结果及该发电机设计要求,利用正交设计方法设计出一种宽弦、大转折角、高稠度的轴流冷却风扇,同时设计了特殊的扩张轮毂结构,以进一步提高冷却性能。对加装设计风扇的发电机进行实验,验证了该风扇适用于该发电机冷却系统的高压差、小流量工况。