發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇散熱特性研究

1.87萬(wàn)字 39頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘 要
發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇是汽車水冷系統(tǒng)中重要的組成部件，風(fēng)扇的散熱性能直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱效果，進(jìn)而直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)能否正常工作。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和轉(zhuǎn)速的不斷提高，對(duì)于冷卻風(fēng)扇的散熱性能要求也越來(lái)越高。本文利用CFD方法對(duì)風(fēng)扇的氣動(dòng)性能進(jìn)行仿真，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析。同時(shí)考慮到風(fēng)扇在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在風(fēng)壓和慣性離心力的共同作用下產(chǎn)生的大變形，甚至斷裂現(xiàn)象，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行流固耦合分析。
通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行氣動(dòng)性能試驗(yàn)。本文中對(duì)試驗(yàn)臺(tái)架、試驗(yàn)的過(guò)程以及試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果都進(jìn)行了詳盡的分析。建立了風(fēng)扇的CFD模型，并根據(jù)試驗(yàn)條件建立適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，對(duì)風(fēng)扇的流量進(jìn)行仿真計(jì)算，計(jì)算得到風(fēng)扇在多種工況下的流量數(shù)值；并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，結(jié)果表明：由于在仿真時(shí)忽略了風(fēng)扇的一些細(xì)小特征以及風(fēng)架對(duì)風(fēng)扇流量的影響，導(dǎo)致仿真結(jié)果比試驗(yàn)結(jié)果偏大。
將風(fēng)扇CFX流場(chǎng)中的計(jì)算得到的風(fēng)扇表面壓力分布結(jié)果導(dǎo)入到ANSYS中，對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行流固耦合分析，仿真模擬風(fēng)扇在五種轉(zhuǎn)速情況下的靜壓與慣性離心力共同作用下的應(yīng)力及變形。結(jié)果表明：風(fēng)扇應(yīng)力最大值出現(xiàn)在葉片的根部以及葉片與外環(huán)的連接處，風(fēng)扇變形的主要方式為軸向竄動(dòng)。


關(guān)鍵詞：冷卻風(fēng)扇 流量 流固耦合 應(yīng)力 變形