电磁式发动机水冷系统流固耦合传热研究
2021-07-13张瑞宾莫德赟刘晓刚
工程设计学报 2021年3期
张 云,张瑞宾,2,莫德赟,刘晓刚
(1.桂林航天工业学院汽车与交通工程学院,广西 桂林 541004;2.长安大学汽车学院,陕西 西安 710064)
电磁式发动机是一种新型发动机,具有结构简单、性能可靠等优点。电磁线圈是其核心部件。电磁线圈的温度过高会导致其内阻过大,以致发动机的工作效率降低。电磁线圈内部的散热性较差,处于中心位置的导线相对于外部更容易被熔断。因此,电磁线圈水冷系统的优化设计是提高发动机性能的重要手段。电磁式发动机的散热主要通过冷媒换热,即:冷却液进入水冷系统与电磁线圈表面进行热交换,水流带走电磁线圈表面的热量而使电磁线圈冷却。
流固耦合的方法已在电机和发动机水冷系统的的设计中得到广泛应用。李青青等[1]针对电机系统内部热交换情况,根据流固耦合理论,获得了电机整机及关键部件的温度场分布。王晓远等[2-3]以电机机壳的水冷结构为研究对象,比较了3种不同水路的冷却效果,通过流固耦合分析得到了高功率密度电机的温度分布。张强等[4]根据流固耦合理论推导出换热管固体域、管内流体域的界面温度和热流密度的迭代格式和收敛判别方法。佟文明等[5]基于计算流体动力学以及数值传热学理论,利用有限体积法得到了电机水冷系统的温度分布和冷却液的流速、流阻。田玉冬等[6]以车用电机为研究对象,采用有限体积法,根据计算流体动力学求得了电机的温度场分布及其冷却水路内流体的流动特性。……
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