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随着社会不断发展,微型空压机越来越广泛地应用到人们生活的各个领域。微型空压机由于结构紧凑,流道复杂,因此散热问题十分突出。本文研究对象为6G微型空压机,其工作时缸盖处温度过高,严重影响空压机的工作效率。本文通过建立微型空压机风冷却系统的数值仿真模型,研究出风口尺寸、轴流式风扇吹风方向及其设计参数对空压机内部冷却效率的影响,通过抑制出口回流以及增加风扇流量等措施,有效地解决了空压机缸盖处温度过高的问题。
本文的具体工作如下:
1.基于流固热耦合理论建立微型空压机风冷却系统数值仿真模型,通过分析流场和温度场计算结果得:原微型空压机流道设计不合理,机架处冷却空气回流严重,且缸盖附近冷却空气流速低、流量小,从而导致原空压机缸盖处温度过高。
2.分析风扇吹风方向以及出风口尺寸对空压机冷却系统的影响,结果表明:吸风式冷却方式能够解决机架处冷却空气回流的问题,优化出风口尺寸可以有效地抑制出口回流,增加净流量,提高空压机整机的冷却效率。
3.建立轴流式风扇的数值风洞模型,从风扇叶片形状、叶片数目、安装角以及轮毂直径等方面优化冷却用轴流式风扇,通过数值仿真发现:选择合适的翼型、轮毂直径以及叶片数等能够提高风扇性能,且风扇性能的提高对空压机整体冷却效率的提高有非常显著的效果。
4.经过一系列改进措施,最终微型空压机缸盖处温度下降26K,电机处温度下降了8K,解决了原空压机缸盖处过热的问题。