轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响

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1、工学硕士学位论文轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响AzeemMustafa哈尔滨理工大学2018年06月国内图书分类号：TK121工学硕士学位论文轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响硕士研究生：AzeemMustafa导师：路义萍申请学位级别：工学硕士学科、专业：热能工程所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TK121DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringTheDesignOptimizationofAxialFlowFananditsEffecto

2、ntheCoolingPerformanceoftheMotorCandidate:AzeemMustafaSupervisor:LuYipingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ThermalEngineeringDepartment:SchoolofMechanicalandPowerEngineeringDateofOralExamination:June,2018University:HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑

3、重声明：此处所提交的硕士学位论文《轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全

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5、电动机的行业中强化传热的效果更为明显，得到广泛应用。本文介绍了空冷电机轴流风扇的计算流体动力学（CFD）模型。利用Solidworks软件建立包括风扇叶片、风扇箱、风扇轴、护罩、轮毂和旋转壁面在内的计算域物理模型并采用GAMBIT软件进行网格划分。采用ANSYSFLUENT16软件进行数值模拟，研究了安装角度、出口压力变化以及叶片数量对轴流风扇运行性能的影响。此外，还研究了湍流模型和叶片厚度对风扇吸入的空气体积流量的影响。本文还研究了风扇出口前方不同位置处湍流强度的变化特征，试图探索风扇湍流强度变化对电机冷却效果的影响，找到风扇在电机前方轴上的最佳位置。为了保证计算结果的准确性，对

6、完整模型和简化模型的体积流量进行了对比。本文采用有限体积法对三维湍流方程进行数值求解。结果表明，体积流量随着出口压力的增加而减小。当安装角度增加时，轴流风扇的体积流量和效率值更高，在角度为30°、风扇叶片数为19个时最高。标准SSTk-ω模型和标准k-ε模型的模拟结果基本相似，但SSTk-ω模型的计算精度略好于标准k-ε模型。当减小叶片厚度时，体积流量显著下降。湍流强度分析表明，风扇附近的紊流强度值较高，但线性减小到第五个监测面，然后开始增加。该研究可为轴流风扇的优化设计提供相关参考，有助于风扇的改进以提高系统的整体冷却性能。关键词流风扇；优化设计；安装角度；计算流体动力学-I-T

7、heDesignOptimizationofAxialFlowFananditsCoolingEffectontheCoolingPerformanceoftheMotorAbstractAxialflowfanoccupiesanimportantroleinmanyindustrialapplicationsanditsprimaryobjectiveistoprovidealargevolumeofairflowparallelorcorrespondingto