基于FLUENT的风机机组机舱内部散热与流场分析

发布时间：2020-08-21 11:39

【摘要】：当今风电机组单机容量日益增加,风电机组的散热量也不断增加,解决机舱温度高问题已成为风电机组进一步向大容量发展的咽喉因素。采用计算流体动力学(CFD)分析方法进行机舱内流场分析,其内部流场的流动规律可以直观得到,提前发现问题,避免内部形成气流死角及涡旋区域,从而有效减少了研发周期,节约试验成本,为技术人员在做散热设计及解决实际散热问题提供针对性的指导。通过查阅文献,在了解了热传递理论及计算流体动力学分析基本方法的基础上,通过三维建模软件建立了简化的机舱模型,基于ANSYS FLUENT数值仿真软件,着手于机舱内部温度特性,进行了一系列的理论分析,并提出了实际改良方案。主要研究内容包括:(1)传热学及计算流体力学的基本理论研究。定义了风机机舱内部散热问题属于温度控制的科学范畴,即合理的散热使得风机机舱内部温度不要过高,以防止报警停机甚至起火等危险的发生。论述了风机机舱内部的热传导、热对流与热辐射三种热能传递方式。对计算流体力学的工作步骤、求解过程及FLUENT软件予以阐述。(2)风电机组机舱物理与数学模型的建立。利用SolidWorks软件,对风机进行合理必要的简化,建立机舱及其主要部件的三维简化物理模型,基于机舱内部流场的基本方程及湍流模型分析,确定采用RNG k-?模型对风机机舱内流场进行数值模拟分析。(3)机舱改良方案的提出及改良前后的数值计算分析。基于FLUENT软件对改良前机舱模型内三个典型截面上的温度分布进行模拟分析,结果显示高温区域主要分布在齿轮箱和发电机之间,因此提出了机舱改良结构方案,并对改良方案进行了仿真分析。(4)机舱散热改良方案实验分析。在FLUENT数值分析的基础上,基于风电厂实际数据,对改良后与不改良时机舱内温度和齿轮箱冷却油温进行对比分析,验证了改良方案的正确性。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM315

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本文编号：2799329