Analýza tepelného manažmentu indukčných motorov kombináciou vzduchom chladeného systému a integrovaného vodného chladiaceho systému

Ďakujeme, že ste navštívili Nature.com.Používate verziu prehliadača s obmedzenou podporou CSS.Pre najlepší zážitok vám odporúčame použiť aktualizovaný prehliadač (alebo vypnúť režim kompatibility v programe Internet Explorer).Medzitým, aby sme zabezpečili nepretržitú podporu, zobrazujeme stránku bez štýlov a JavaScriptu.
Vzhľadom na prevádzkové náklady a dlhú životnosť motora je mimoriadne dôležitá správna stratégia tepelného manažmentu motora.Tento článok vyvinul stratégiu tepelného manažmentu pre indukčné motory s cieľom poskytnúť lepšiu odolnosť a zlepšiť účinnosť.Okrem toho bol vykonaný rozsiahly prehľad literatúry o metódach chladenia motora.Ako hlavný výsledok je uvedený tepelný výpočet vzduchom chladeného asynchrónneho motora s vysokým výkonom, berúc do úvahy známy problém distribúcie tepla.Okrem toho táto štúdia navrhuje integrovaný prístup s dvoma alebo viacerými stratégiami chladenia, aby sa splnili súčasné potreby.Bola vypracovaná numerická štúdia modelu vzduchom chladeného asynchrónneho motora s výkonom 100 kW a vylepšeného modelu tepelného manažmentu toho istého motora, kde je dosiahnuté výrazné zvýšenie účinnosti motora kombináciou vzduchového chladenia a integrovaného vodného chladiaceho systému. uskutočnené.Integrovaný vzduchom chladený a vodou chladený systém bol študovaný pomocou verzií SolidWorks 2017 a ANSYS Fluent 2021.Tri rôzne prietoky vody (5 l/min, 10 l/min a 15 l/min) boli analyzované oproti konvenčným vzduchom chladeným indukčným motorom a overené pomocou dostupných publikovaných zdrojov.Analýza ukazuje, že pre rôzne prietoky (5 l/min, 10 l/min a 15 l/min v danom poradí) sme dosiahli zodpovedajúce zníženie teploty o 2,94 %, 4,79 % a 7,69 %.Výsledky preto ukazujú, že zabudovaný indukčný motor dokáže efektívne znížiť teplotu v porovnaní so vzduchom chladeným indukčným motorom.
Elektromotor je jedným z kľúčových vynálezov modernej inžinierskej vedy.Elektromotory sa používajú vo všetkom, od domácich spotrebičov až po vozidlá, vrátane automobilového a leteckého priemyslu.V posledných rokoch vzrástla obľuba asynchrónnych motorov (AM) vďaka ich vysokému rozbehovému momentu, dobrej regulácii otáčok a miernej kapacite preťaženia (obr. 1).Indukčné motory nielenže rozžiaria vaše žiarovky, ale napájajú väčšinu zariadení vo vašej domácnosti, od zubnej kefky až po vašu Teslu.Mechanická energia v IM vzniká kontaktom magnetického poľa vinutia statora a rotora.Navyše, IM je životaschopnou možnosťou kvôli obmedzenej ponuke kovov vzácnych zemín.Hlavnou nevýhodou AD je však to, že ich životnosť a účinnosť sú veľmi citlivé na teplotu.Indukčné motory spotrebúvajú približne 40 % svetovej elektriny, čo by nás malo viesť k myšlienke, že riadenie spotreby energie týchto strojov je rozhodujúce.
Arrheniova rovnica hovorí, že s každým zvýšením prevádzkovej teploty o 10°C sa životnosť celého motora skráti na polovicu.Preto, aby sa zabezpečila spoľahlivosť a zvýšila produktivita stroja, je potrebné venovať pozornosť tepelnej kontrole krvného tlaku.V minulosti sa tepelná analýza zanedbávala a konštruktéri motorov zvažovali problém len na okraji na základe skúseností s návrhom alebo iných rozmerových premenných, ako je hustota prúdu vinutia atď. Tieto prístupy vedú k aplikácii veľkých bezpečnostných rezerv pre najhoršie podmienky ohrevu skrine, čo má za následok zvýšenie veľkosti stroja a tým aj zvýšenie nákladov.
Existujú dva typy tepelnej analýzy: analýza sústredených obvodov a numerické metódy.Hlavnou výhodou analytických metód je schopnosť vykonávať výpočty rýchlo a presne.Je však potrebné vynaložiť značné úsilie na definovanie obvodov s dostatočnou presnosťou na simuláciu tepelných ciest.Na druhej strane sú numerické metódy zhruba rozdelené na výpočtovú dynamiku tekutín (CFD) a štrukturálnu termickú analýzu (STA), pričom obe využívajú analýzu konečných prvkov (FEA).Výhodou numerickej analýzy je, že umožňuje modelovať geometriu zariadenia.Nastavenie systému a výpočty však môžu byť niekedy náročné.Nižšie uvedené vedecké články sú vybranými príkladmi tepelnej a elektromagnetickej analýzy rôznych moderných indukčných motorov.Tieto články podnietili autorov k štúdiu tepelných javov v asynchrónnych motoroch a metód ich chladenia.
Pil-Wan Han1 sa zaoberal tepelnou a elektromagnetickou analýzou MI.Metóda analýzy sústredených obvodov sa používa na tepelnú analýzu a metóda časovo premenných magnetických konečných prvkov sa používa na elektromagnetickú analýzu.Aby bolo možné správne zabezpečiť tepelnú ochranu proti preťaženiu v akejkoľvek priemyselnej aplikácii, je potrebné spoľahlivo odhadnúť teplotu vinutia statora.Ahmed et al.2 navrhli model tepelnej siete vyššieho rádu založený na hlbokých tepelných a termodynamických úvahách.Vývoj metód tepelného modelovania pre účely priemyselnej tepelnej ochrany ťaží z analytických riešení a zohľadnenia tepelných parametrov.
Nair et al.3 použili kombinovanú analýzu 39 kW IM a 3D numerickú tepelnú analýzu na predpovedanie rozloženia tepla v elektrickom stroji.Ying et al.4 analyzovali ventilátorovo chladené plne uzavreté (TEFC) IM s 3D odhadom teploty.Moon a spol.5 študoval vlastnosti tepelného toku IM TEFC pomocou CFD.Model prechodu motora LPTN bol daný Toddom et al.6.Používajú sa experimentálne teplotné údaje spolu s vypočítanými teplotami odvodenými z navrhovaného modelu LPTN.Peter a kol.7 použili CFD na štúdium prúdenia vzduchu, ktoré ovplyvňuje tepelné správanie elektromotorov.
Cabral et al8 navrhli jednoduchý tepelný model IM, v ktorom bola teplota stroja získaná aplikáciou rovnice difúzie tepla valca.Nategh a kol.9 študovali systém trakčného motora s vlastným vetraním pomocou CFD na testovanie presnosti optimalizovaných komponentov.Na simuláciu tepelnej analýzy indukčných motorov je teda možné použiť numerické a experimentálne štúdie, pozri obr.2.
Yinye et al.10 navrhli návrh na zlepšenie tepelného manažmentu využitím spoločných tepelných vlastností štandardných materiálov a bežných zdrojov strát častí stroja.Marco et al.11 prezentovali kritériá pre navrhovanie chladiacich systémov a vodných plášťov pre strojové komponenty s použitím modelov CFD a LPTN.Yaohui et al.12 poskytujú rôzne usmernenia pre výber vhodnej metódy chladenia a hodnotenie výkonu na začiatku procesu návrhu.Nell a kol.13 navrhli použiť modely pre spojenú elektromagneticko-tepelnú simuláciu pre daný rozsah hodnôt, úroveň detailov a výpočtový výkon pre multifyzikálny problém.Jean et al.14 a Kim et al.15 študovali distribúciu teploty vzduchom chladeného indukčného motora pomocou 3D viazaného FEM poľa.Vypočítajte vstupné údaje pomocou 3D analýzy poľa vírivých prúdov, aby ste našli straty Joule a použili ich na tepelnú analýzu.
Michel a kol.16 porovnávali konvenčné odstredivé chladiace ventilátory s axiálnymi ventilátormi rôznych konštrukcií prostredníctvom simulácií a experimentov.Jeden z týchto návrhov dosiahol malé, ale významné zlepšenia účinnosti motora pri zachovaní rovnakej prevádzkovej teploty.
Lu et al.17 použili metódu ekvivalentného magnetického obvodu v kombinácii s Bogliettiho modelom na odhad strát železa na hriadeli indukčného motora.Autori predpokladajú, že rozloženie hustoty magnetického toku v akomkoľvek priereze vnútri vretenového motora je rovnomerné.Svoju metódu porovnali s výsledkami analýzy konečných prvkov a experimentálnych modelov.Táto metóda môže byť použitá na expresnú analýzu MI, ale jej presnosť je obmedzená.
18 predstavuje rôzne metódy analýzy elektromagnetického poľa lineárnych indukčných motorov.Medzi nimi sú opísané metódy odhadu strát výkonu v reaktívnych koľajniciach a metódy predpovedania nárastu teploty trakčných lineárnych indukčných motorov.Tieto metódy možno použiť na zlepšenie účinnosti premeny energie lineárnych indukčných motorov.
Zabdur a kol.19 skúmal výkon chladiacich plášťov pomocou trojrozmernej numerickej metódy.Chladiaci plášť využíva ako hlavný zdroj chladiacej kvapaliny pre trojfázový IM vodu, ktorá je dôležitá pre výkon a maximálne teploty potrebné na čerpanie.Rippel a kol.20 patentovali nový prístup k systémom chladenia kvapalinou nazývaný priečne vrstvené chladenie, v ktorom chladivo prúdi priečne cez úzke oblasti vytvorené dierami vo vzájomnej magnetickej vrstve.Deriszade a kol.21 experimentálne skúmal chladenie trakčných motorov v automobilovom priemysle pomocou zmesi etylénglykolu a vody.Vyhodnoťte výkonnosť rôznych zmesí pomocou CFD a 3D analýzy turbulentných tekutín.Simulačná štúdia od Boopathyho et al.22 ukázala, že teplotný rozsah pre vodou chladené motory (17-124°C) je podstatne menší ako pre vzduchom chladené motory (104-250°C).Maximálna teplota hliníkového vodou chladeného motora sa zníži o 50,4 % a maximálna teplota vodou chladeného motora PA6GF30 sa zníži o 48,4 %.Bezukov et al.23 hodnotili vplyv tvorby vodného kameňa na tepelnú vodivosť steny motora s kvapalinovým chladiacim systémom.Štúdie ukázali, že 1,5 mm hrubý oxidový film znižuje prenos tepla o 30 %, zvyšuje spotrebu paliva a znižuje výkon motora.
Tanguy et al.24 uskutočnili experimenty s rôznymi prietokmi, teplotami oleja, rýchlosťami otáčok a režimami vstrekovania pre elektromotory s použitím mazacieho oleja ako chladiacej kvapaliny.Medzi prietokom a celkovou účinnosťou chladenia sa vytvoril silný vzťah.Ha et al.25 navrhli použiť kvapkacie dýzy ako dýzy na rovnomernú distribúciu olejového filmu a maximalizáciu účinnosti chladenia motora.
Nandi et al.26 analyzovali vplyv plochých tepelných trubíc v tvare L na výkon motora a tepelné riadenie.Časť výparníka s tepelnou trubicou je inštalovaná v plášti motora alebo zakopaná v hriadeli motora a časť kondenzátora je inštalovaná a chladená cirkulujúcou kvapalinou alebo vzduchom.Bellettre a kol.27 študoval PCM chladiaci systém tuhá látka-kvapalina pre prechodový stator motora.PCM impregnuje hlavy vinutia, čím znižuje teplotu horúceho bodu ukladaním latentnej tepelnej energie.
Výkon motora a teplota sa teda vyhodnocujú pomocou rôznych stratégií chladenia, pozri obr.3. Tieto chladiace okruhy sú určené na reguláciu teploty vinutí, dosiek, hláv vinutia, magnetov, kostry a koncových dosiek.
Kvapalinové chladiace systémy sú známe svojim efektívnym prenosom tepla.Čerpanie chladiacej kvapaliny okolo motora však spotrebuje veľa energie, čo znižuje efektívny výkon motora.Na druhej strane vzduchové chladiace systémy sú široko používanou metódou kvôli ich nízkej cene a jednoduchosti modernizácie.Stále je však menej účinný ako kvapalinové chladiace systémy.Je potrebný integrovaný prístup, ktorý dokáže spojiť vysoký výkon pri prenose tepla kvapalinou chladeného systému s nízkymi nákladmi na vzduchom chladený systém bez spotreby ďalšej energie.
Tento článok uvádza a analyzuje tepelné straty v AD.Mechanizmus tohto problému, ako aj ohrievanie a chladenie indukčných motorov, je vysvetlený v časti Tepelné straty v indukčných motoroch cez Stratégie chladenia.Tepelná strata jadra indukčného motora sa premieňa na teplo.Preto tento článok pojednáva o mechanizme prenosu tepla vo vnútri motora vedením a nútenou konvekciou.Uvádza sa tepelné modelovanie IM pomocou rovníc kontinuity, Navier-Stokesových/hybných rovníc a energetických rovníc.Výskumníci vykonali analytické a numerické tepelné štúdie IM, aby odhadli teplotu vinutia statora výlučne za účelom kontroly tepelného režimu elektromotora.Tento článok sa zameriava na tepelnú analýzu vzduchom chladených IM a tepelnú analýzu integrovaných vzduchom chladených a vodou chladených IM pomocou CAD modelovania a simulácie ANSYS Fluent.Tepelné výhody integrovaného vylepšeného modelu vzduchom chladených a vodou chladených systémov sú dôkladne analyzované.Ako je uvedené vyššie, tu uvedené dokumenty nie sú zhrnutím súčasného stavu techniky v oblasti tepelných javov a chladenia indukčných motorov, ale poukazujú na mnohé problémy, ktoré je potrebné vyriešiť, aby bola zabezpečená spoľahlivá prevádzka asynchrónnych motorov. .
Tepelné straty sa zvyčajne delia na straty medi, straty železa a straty trením/mechanické straty.
Straty medi sú výsledkom zahrievania Joule v dôsledku odporu vodiča a možno ich kvantifikovať ako 10,28:
kde qg je generované teplo, I a Ve sú menovitý prúd a napätie a Re je odpor medi.
Strata železa, tiež známa ako parazitná strata, je druhým hlavným typom straty, ktorá spôsobuje hysterézu a straty vírivými prúdmi v AM, spôsobené hlavne časovo premenlivým magnetickým poľom.Sú kvantifikované rozšírenou Steinmetzovou rovnicou, ktorej koeficienty možno považovať za konštantné alebo premenlivé v závislosti od prevádzkových podmienok10,28,29.
kde Khn je hysterézny stratový faktor odvodený z diagramu straty jadra, Ken je stratový faktor vírivých prúdov, N je harmonický index, Bn a f sú špičková hustota toku a frekvencia nesínusového budenia.Vyššie uvedená rovnica sa dá ďalej zjednodušiť takto10,29:
Medzi nimi K1 a K2 sú stratový faktor v jadre a strata vírivým prúdom (qec), strata hysterézy (qh) a strata nadmernej straty (qex).
Zaťaženie vetrom a straty trením sú dve hlavné príčiny mechanických strát v IM.Straty vetrom a trením sú 10,
Vo vzorci je n rýchlosť otáčania, Kfb je koeficient strát trením, D je vonkajší priemer rotora, l je dĺžka rotora, G je hmotnosť rotora 10.
Primárny mechanizmus prenosu tepla v motore je prostredníctvom vedenia a vnútorného ohrevu, ako je určené Poissonovou rovnicou30 aplikovanou na tento príklad:
Počas prevádzky, po určitom časovom bode, kedy motor dosiahne ustálený stav, môže byť generované teplo aproximované konštantným ohrevom povrchového tepelného toku.Preto možno predpokladať, že vedenie vo vnútri motora sa uskutočňuje s uvoľňovaním vnútorného tepla.
Prenos tepla medzi rebrami a okolitou atmosférou sa považuje za nútenú konvekciu, keď je tekutina nútená pohybovať sa v určitom smere vonkajšou silou.Konvekcia môže byť vyjadrená ako 30:
kde h je súčiniteľ prestupu tepla (W/m2 K), A je povrchová plocha a ΔT je teplotný rozdiel medzi teplovýmenným povrchom a chladivom kolmým na povrch.Nusseltovo číslo (Nu) je mierou pomeru konvekčného a kondukčného prenosu tepla kolmo na hranicu a vyberá sa na základe charakteristík laminárneho a turbulentného prúdenia.Podľa empirickej metódy je Nusseltove číslo turbulentného prúdenia zvyčajne spojené s Reynoldsovým číslom a Prandtlovým číslom, vyjadrené ako 30:
kde h je súčiniteľ prestupu tepla konvekciou (W/m2 K), l je charakteristická dĺžka, λ je tepelná vodivosť kvapaliny (W/m K) a Prandtlovo číslo (Pr) je mierou pomeru koeficient difúzie hybnosti k tepelnej difúzii (alebo rýchlosti a relatívnej hrúbke tepelnej hraničnej vrstvy), definovaný ako 30:
kde k a cp sú tepelná vodivosť a špecifická tepelná kapacita kvapaliny.Vo všeobecnosti sú vzduch a voda najbežnejšími chladiacimi kvapalinami pre elektromotory.Kvapalné vlastnosti vzduchu a vody pri teplote okolia sú uvedené v tabuľke 1.
IM tepelné modelovanie je založené na nasledujúcich predpokladoch: 3D ustálený stav, turbulentné prúdenie, vzduch je ideálny plyn, zanedbateľné žiarenie, newtonovská tekutina, nestlačiteľná tekutina, bezšmykový stav a konštantné vlastnosti.Preto sa na splnenie zákonov zachovania hmoty, hybnosti a energie v kvapalnej oblasti používajú nasledujúce rovnice.
Vo všeobecnom prípade sa rovnica zachovania hmoty rovná čistému hmotnostnému toku do bunky s kvapalinou, určenému vzorcom:
Podľa druhého Newtonovho zákona sa rýchlosť zmeny hybnosti kvapalnej častice rovná súčtu síl, ktoré na ňu pôsobia, a všeobecnú rovnicu zachovania hybnosti možno zapísať vo vektorovej forme ako:
Pojmy ∇p, ∇∙τij a ρg vo vyššie uvedenej rovnici predstavujú tlak, viskozitu a gravitáciu.Chladiace médiá (vzduch, voda, olej atď.) používané ako chladivá v strojoch sa vo všeobecnosti považujú za newtonovské.Tu zobrazené rovnice zahŕňajú iba lineárny vzťah medzi šmykovým napätím a gradientom rýchlosti (mierou deformácie) kolmým na smer šmyku.Vzhľadom na konštantnú viskozitu a ustálený prietok možno rovnicu (12) zmeniť na 31:
Podľa prvého zákona termodynamiky sa rýchlosť zmeny energie kvapalnej častice rovná súčtu čistého tepla generovaného kvapalnou časticou a čistého výkonu produkovaného kvapalnou časticou.Pre newtonovský stlačiteľný viskózny tok možno rovnicu zachovania energie vyjadriť ako31:
kde Cp je tepelná kapacita pri konštantnom tlaku a výraz ∇ ∙ (k∇T) súvisí s tepelnou vodivosťou cez rozhranie kvapalnej bunky, kde k označuje tepelnú vodivosť.Premena mechanickej energie na teplo sa berie do úvahy z hľadiska \(\varnothing\) (tj funkcie viskóznej disipácie) a je definovaná ako:
Kde \(\rho\) je hustota kvapaliny, \(\mu\) je viskozita kvapaliny, u, v a w sú potenciál smeru x, y, z rýchlosti kvapaliny.Tento výraz popisuje premenu mechanickej energie na tepelnú energiu a možno ho ignorovať, pretože je dôležitý len vtedy, keď je viskozita tekutiny veľmi vysoká a rýchlostný gradient tekutiny veľmi veľký.V prípade ustáleného prúdenia, konštantného špecifického tepla a tepelnej vodivosti sa energetická rovnica upravuje takto:
Tieto základné rovnice sú vyriešené pre laminárne prúdenie v karteziánskom súradnicovom systéme.Avšak, ako mnoho iných technických problémov, aj prevádzka elektrických strojov je spojená predovšetkým s turbulentným prúdením.Preto sú tieto rovnice upravené tak, aby vytvorili metódu spriemerovania Reynolds Navier-Stokes (RANS) na modelovanie turbulencie.
V tejto práci bol zvolený program ANSYS FLUENT 2021 pre CFD modelovanie s príslušnými okrajovými podmienkami, ako je uvažovaný model: asynchrónny motor so vzduchovým chladením s výkonom 100 kW, priemer rotora 80,80 mm, priemer statora 83,56 mm (vnútorné) a 190 mm (vonkajšie), vzduchová medzera 1,38 mm, celková dĺžka 234 mm, množstvo, hrúbka rebier 3 mm..
Model vzduchom chladeného motora SolidWorks je potom importovaný do ANSYS Fluent a simulovaný.Získané výsledky sa navyše kontrolujú, aby sa zabezpečila presnosť vykonanej simulácie.Okrem toho bol pomocou softvéru SolidWorks 2017 modelovaný integrovaný vzduchom a vodou chladený IM a simulovaný pomocou softvéru ANSYS Fluent 2021 (obrázok 4).
Dizajn a rozmery tohto modelu sú inšpirované hliníkovou sériou Siemens 1LA9 a modelované v SolidWorks 2017. Model bol mierne upravený, aby vyhovoval potrebám simulačného softvéru.Upravte CAD modely odstránením nežiaducich častí, odstránením zaoblení, skosení a ďalších pri modelovaní pomocou ANSYS Workbench 2021.
Dizajnovou novinkou je vodný plášť, ktorého dĺžka bola určená z výsledkov simulácie prvého modelu.V simulácii vodnej bundy boli urobené niektoré zmeny, aby sa dosiahli najlepšie výsledky pri použití pásu v ANSYS.Rôzne časti IM sú znázornené na obr.5a-f.
(A).Jadro rotora a hriadeľ IM.b) jadro statora IM.c) vinutie statora IM.d) Vonkajší rám MI.e) vodný plášť IM.f) kombinácia vzduchom a vodou chladených modelov IM.
Ventilátor namontovaný na hriadeli zabezpečuje konštantný prietok vzduchu 10 m/s a teplotu 30 °C na povrchu rebier.Hodnota rýchlosti je vybraná náhodne v závislosti od kapacity krvného tlaku analyzovaného v tomto článku, ktorá je väčšia, ako je uvedené v literatúre.Horúca zóna zahŕňa rotor, stator, vinutia statora a tyče rotorovej klietky.Materiály statora a rotora sú oceľ, vinutia a tyče klietky sú medené, rám a rebrá sú hliníkové.Teplo generované v týchto oblastiach je spôsobené elektromagnetickými javmi, ako je zahrievanie Joule, keď vonkajší prúd prechádza cez medenú cievku, ako aj zmeny v magnetickom poli.Rýchlosti uvoľňovania tepla rôznych komponentov boli prevzaté z rôznej literatúry dostupnej pre 100 kW IM.
Integrované vzduchom chladené a vodou chladené IM okrem vyššie uvedených podmienok obsahovali aj vodný plášť, v ktorom sa analyzovali schopnosti prenosu tepla a požiadavky na výkon čerpadla pre rôzne prietoky vody (5 l/min., 10 l/min. a 15 l/min).Tento ventil bol vybraný ako minimálny ventil, pretože výsledky sa výrazne nezmenili pre prietoky pod 5 l/min.Okrem toho bol ako maximálna hodnota zvolený prietok 15 l/min., pretože čerpací výkon sa výrazne zvýšil napriek tomu, že teplota naďalej klesala.
Rôzne modely IM boli importované do ANSYS Fluent a ďalej upravované pomocou ANSYS Design Modeler.Ďalej bol okolo AD postavený krabicový kryt s rozmermi 0,3 × 0,3 × 0,5 m na analýzu pohybu vzduchu okolo motora a štúdium odvodu tepla do atmosféry.Podobné analýzy boli vykonané pre integrované vzduchom a vodou chladené IM.
Model IM je modelovaný pomocou numerických metód CFD a MKP.Sieťky sú zabudované v CFD na rozdelenie domény na určitý počet komponentov s cieľom nájsť riešenie.Pre všeobecnú komplexnú geometriu komponentov motora sa používajú štvorstenné siete s vhodnými veľkosťami prvkov.Všetky rozhrania boli vyplnené 10 vrstvami, aby sa získali presné výsledky prenosu povrchového tepla.Geometria mriežky dvoch modelov MI je znázornená na obr.6a, b.
Energetická rovnica vám umožňuje študovať prenos tepla v rôznych oblastiach motora.Na modelovanie turbulencie okolo vonkajšieho povrchu bol vybraný model turbulencie K-epsilon so štandardnými funkciami steny.Model berie do úvahy kinetickú energiu (Ek) a turbulentnú disipáciu (epsilon).Meď, hliník, oceľ, vzduch a voda boli vybrané pre ich štandardné vlastnosti na použitie v príslušných aplikáciách.Rýchlosti rozptylu tepla (pozri tabuľku 2) sú uvedené ako vstupy a rôzne podmienky zóny batérie sú nastavené na 15, 17, 28, 32. Rýchlosť vzduchu nad skriňou motora bola nastavená na 10 m/s pre oba modely motora a v Okrem toho sa pre vodný plášť brali do úvahy tri rôzne rýchlosti vody (5 l/min, 10 l/min a 15 l/min).Pre väčšiu presnosť boli rezíduá pre všetky rovnice nastavené na hodnotu 1 × 10–6.Na vyriešenie rovníc Navier Prime (NS) vyberte algoritmus SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure Equations).Po dokončení hybridnej inicializácie prebehne nastavenie 500 iterácií, ako je znázornené na obrázku 7.


Čas odoslania: 24. júla 2023