對永磁調(diào)速器的封閉模型進(jìn)行數(shù)值模擬

點擊量：1946   日期：2019-06-17

永磁調(diào)速器的封閉模型如圖5-2 所示，通過對永磁調(diào)速器的封閉模型進(jìn)行數(shù)值模擬，永磁調(diào)速器在運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為3000rpm，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子邊緣的線速度達(dá)到129.5m/s，和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子接觸的空氣流體的流速最大，達(dá)到112.02m/s，如圖5-3為永磁調(diào)速器原模型軸截面和橫截面的速度矢量圖，可見靠近導(dǎo)體轉(zhuǎn)子壁面的空氣流體的流速接近且小于導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的流速，說明模擬結(jié)果可靠性高。

      在數(shù)值模擬中，由于空氣的粘性很小，所以導(dǎo)體轉(zhuǎn)子在做高速旋轉(zhuǎn)的情況下，只有與導(dǎo)體轉(zhuǎn)子接觸的空氣流體隨著導(dǎo)體轉(zhuǎn)子做同向運(yùn)動，而遠(yuǎn)離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的的空氣流體的轉(zhuǎn)速迅速下降，如圖5-4（為永磁調(diào)速器封閉模型的軸截面和橫截面的速度云圖）所示，由圖可知，靠近導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的空氣流體轉(zhuǎn)速很高，且導(dǎo)體轉(zhuǎn)子壁面到風(fēng)罩壁面的空氣流體流速梯度很大，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子與固體顆粒存在相對速度，故此時導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子壁面不會積灰，但是遠(yuǎn)離導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的空氣流體迅速降低，最終達(dá)到0m/s，導(dǎo)致永磁調(diào)速器內(nèi)有大面積的空氣流體滯留死區(qū)，外殼壁面積灰嚴(yán)重。此外導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間只有3mm 的間隙，被風(fēng)罩包圍的中心區(qū)域只在內(nèi)部做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與外界空氣交流很少，永磁調(diào)速器的空氣流體的進(jìn)出口量只0.57kg/s。

      根據(jù)對永磁調(diào)速器封閉模型的數(shù)值模擬，得出了永磁調(diào)速器軸截面和橫截面的溫度云圖，

      如圖5-5 所示，由圖可知，由風(fēng)罩所包含的永磁調(diào)速器內(nèi)存在大量的空氣流體滯留死區(qū)，所以積灰比較嚴(yán)重，而風(fēng)罩內(nèi)只有少量的空氣流體在圍繞永磁調(diào)速器的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，且不能流出與風(fēng)罩外圍的空氣流體進(jìn)行對流，導(dǎo)致永磁調(diào)速器內(nèi)部的灰塵不能被帶出，熱量不能被交換，以至于永磁調(diào)速器溫度內(nèi)部溫度升高。永磁調(diào)速器內(nèi)部空氣流體平均流速過低，進(jìn)出口流量很小，而且流場相對很穩(wěn)定，永磁調(diào)速器內(nèi)部空氣流體與風(fēng)罩外面的空氣對流換熱很少，主要以空氣的導(dǎo)熱作用為主，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以在靠近導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的空氣流體溫度較高，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子至風(fēng)罩之間的空氣流體溫度梯度較大，溫度快速降低，在風(fēng)罩的進(jìn)出口處空氣溫度與外界環(huán)境溫度接近。此時永磁調(diào)速器的最高溫度達(dá)130.5 度。

      葉片對永磁調(diào)速器積灰的影響

      由上可知，永磁調(diào)速器內(nèi)部的空氣流體平均流速過小，只有靠近導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子的空氣流體圍繞導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子做同向旋轉(zhuǎn)，被風(fēng)罩包圍的中心區(qū)域只在內(nèi)部做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，存在空氣流體滯留死區(qū)，與外界空氣交流很少，此時永磁調(diào)速器的空氣流體的進(jìn)出口量只有0.57kg/s。只有少量的空氣與風(fēng)罩外面的流體形成對流換熱，導(dǎo)致永磁調(diào)速器的永磁轉(zhuǎn)子溫度達(dá)130 度，此時，為了使風(fēng)罩內(nèi)的空氣流體與風(fēng)罩外的空氣流體發(fā)生有效的對流，使得進(jìn)出口流量增大，風(fēng)罩內(nèi)部無空氣流體滯留死區(qū)，對永磁調(diào)速器的永磁轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體轉(zhuǎn)子開窗口以及添加葉片，用以加大空氣流體導(dǎo)入中心區(qū)域的動力，從而使得永磁調(diào)速器中心區(qū)域無滯留死區(qū)，導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子的壁面上以及風(fēng)罩壁面之內(nèi)無積灰。