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        鼎湖可升降篮子可旋转的高空升降车吊篮安装车出租139 2829 2824  鼎湖吊篮车租赁,  吊篮车出租 基于虚拟风洞的装载机动力舱热环境预测  ？？？    控制方程流体的流动和换热遵循质量守恒、动量守恒、能量守恒三大定律，固体的导热遵循拉普拉斯导热定律，基本控制方程如下： Ｓｉ为动量方程源相；Γ为广义扩散系数；φ为广义变量；Ｔ为温度场，是坐标ｘ、ｙ、ｚ的函数。湍流模型选用ＲＮＧｋ－ε模型，该模型考虑了湍流漩涡的影响，对瞬变流和流线弯曲的影响有更好的反应，防止标准ｋ－ε模型在模拟强旋流流动时壁面产生的失真，



   （４）将散热器芯体设定为多孔介质来模拟散热器中的空气流的流动阻力，多孔介质的动量模型可以表达为： Ｃｉｊ为惯性阻力矩阵Ｃ中的元素；Ｄｉｊ为黏性阻力矩阵Ｄ中的元素；ρ为空气密度；ｖ为空气湍流速度；ｕ为空气湍流黏度。多孔介质的有效热传导率ｋｅｆｆ是由流体的热传导率和固体的热传导率的体积平均值计算得：ｋｅｆｆ＝γｋｆ＋（１－γ）ｋｓ   γ为多孔介质孔隙率；ｋｆ为液相热传导率；ｋｓ为固体介质热传导率。



     网格划分: 由于动力舱内部结构比较复杂，采用六面体与四面体相结合的划分方法，各个散热器及虚拟风洞流场区域选用六面体网格，其余全部采用四面体网格，风扇、消声器、排气管、发动机等流场变化剧烈和存在热交换的区域进行网格加密，计算域网格总数为５６１．２万，网格具体分布。



     边界条件计算工况为铲土工况，低速档位，边界条件设置如下：虚拟风洞速度入口风速为１ｍ／ｓ；压力出口边界表压为０；风扇旋转区域采用Ｍｏｖｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｒａｍｅ模型；水散热器、液压油散热器和传动油散热器均采用多孔介质模型；风扇转速为２０００ｒ／ｍｉｎ。动力舱内各部件壁面温度试验采集结果如下：环境温度为２５℃；发动机缸盖壁面；发动机机体壁面为１００℃；消声器壁面为５７０℃；排气歧管为７００℃；水管壁为１００℃；油底壳壁面为１００℃；隔热后壁面温度为８０℃。液压油散热器为管片式结构，水散热器和传动油散热器采用板翅式结构，根据厂家提供的各个散热器的空气流速－压强损失数据进行二项式拟合，按照式（５）计算出各个散热器芯部的多孔介质模型参数。将散热器作为体积热源与空气进行热交换。  



     求解方法选用有限体积法对方程进行离散；选用ＲＮＧｋ－ε湍流模型和ＳＩＭＰＬＥ隐式算法求解；由于排气系统温度较高，要考虑其与冷却气体间的辐射换热，选用Ｓ２Ｓ）辐射模型；壁面采用无滑移固壁边界条件。计算开始时选用一阶迎风格式，计算稳定后选用二阶迎风格式，监测动力舱出口空气的温度和流量达到稳定后认为计算收敛，计算过程残差曲线。


    

   
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      动力舱内速度场仿真结果:  吊篮车动力舱内空气流动状态。从图５速度矢量图可以看出：在冷却风扇的吸力作用下，空气从不同入口处流入动力舱，下部气流流经发动机缸体和排气管，进行热交换后被风扇吸走继而对散热器进行冷却。从动力舱上部开口处流入的气流经过消声器、空滤器、进气管和水管，进行热交换后被风扇吸走继而对散热器进行冷却。所以，动力舱内温度的排气管和消声器导致舱内温度较高，同时与空气进行对流和辐射换热后，使空气温度升高，造成空气流经散热器时冷却效率降低。


     动力舱热环境仿真结果对比:  为了降低舱内温度及提高散热器的散热效率，将发动机排气系统高温壁面表面包裹隔热罩，并与未做隔热处理的排气系统进行了对比，舱内热环境仿真结果。 排气系统进行隔热后，动力舱内部消声器及排气管附近高温区域温度明显降低，风扇入口处及散热器内部空气温度有所降低。结合流场的仿真结果分析原因为：隔热排气系统（排气管和消声器）壁面温度较之前温度大幅度的降低，同时排气系统隔热材料内部导热系数较小，与空气的对流换热系数降低，导致与空气的对流换热量降低；隔热排气系统对动力舱内部各个部分和流动空气的热辐射降低。从温度云图可以看出：散热器模块（液压油散热器、水散热器和传动油散热器）中心处温度，主要是因为轮毂中心处空气速度较小，空气在散热器内部流动时间较长导致的结果。排气系统隔热后散热器内部温度降低，优化后动力舱热环境得到改善。



     散热器温度场仿真结果分析: 散热器的热交换结果。 空气在风扇的吸力作用下吹向散热器，与散热器进行热交换，达到冷却散热器的目的。散热器内部温度成梯度分布，空气温度从左到右逐渐升高，液压油散热器换热效果好，水散热器次之，传动油散热器差，主要是由于空气沿着散热器内部流道速度逐渐降低，温度逐渐升高，换热系数降低，冷却性能越来越差。水散热器和传动油散热器上部温度比下部高，主要是因为空气经过液压油散热器温度升高，换热效率降低所致。从图７的对比结果可以看出，改进排气系统后，各个散热器的温度梯度降低加快，对比结果表明：排气系统改进后，各个散热器的换热性能均有所提高。为进一步研究排气系统对散热器模块散热性能的影响，对各个散热器入口处的温度分布情况进行了对比。 液压油散热器左侧、上部中间及右下角出现高温区。结合速度矢量图分析原因为：排气管及消声器一侧空气温度较高，风扇逆时针旋转时，这一侧的空气被风扇吸入后吹向液压油散热器的左侧，导致左侧空气温度较高，而温度较低的空气则被风扇吹向图中的低温区。排气系统改进后散热器入口处温度明显降低。水散热器中心处温度，上表面温度大于下表面温度，并且下表面温度分布与液压油散热器一致，主要是因为散热器入口处下表面的空气经过液压油散热器后温度升高。轮毂中心处空气速度较低，与散热器换热时间较长的结果。排气系统改进后，水散热器入口温度比改进前明显降低。传动油散热器入口处表面温度明显成环状分布，具体原因与水散热器的分析一致。原始结构中心处温度为８３．４℃，改进后温度降低到７６．４℃，改进后传动油散热器的换热效率将提高。




    

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