Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com.Waxaad isticmaalaysa nooc browser ah oo leh taageero CSS xaddidan.Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho browser-ka la cusboonaysiiyay (ama aad damiso Habka Laqabsiga ee Internet Explorer).Dhanka kale, si loo xaqiijiyo taageerada joogtada ah, waxaan muujineynaa goobta aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Kharashka ku baxa shaqada iyo cimriga matoorka awgeed, istaraatiijiyada maaraynta kulaylka matoorka saxda ah ayaa aad muhiim u ah.Maqaalkani waxa uu sameeyay istaraatijiyad maaraynta kulaylka ee matoorrada kicinta si ay u bixiyaan adkeysi wanaagsan oo kor loogu qaado waxtarka.Intaa waxaa dheer, dib u eegis ballaaran oo ku saabsan suugaanta hababka qaboojinta mashiinka ayaa la sameeyay.Natiijada ugu weyn, xisaabinta kulaylka ee tamarta sare ee hawada qaboojiyaha asynchronous ayaa la bixiyaa, iyada oo la tixgelinayo dhibaatada si fiican loo yaqaan ee qaybinta kulaylka.Intaa waxaa dheer, daraasaddan waxay soo jeedinaysaa hab isku dhafan oo leh laba ama in ka badan xeelado qaboojin si loo daboolo baahiyaha hadda jira.Daraasad tiro ah oo ah nooc ka mid ah 100 kW hawo qaboojiye asynchronous motor iyo qaab maamulka kulaylka oo la wanaajiyey ee isla matoorka, halkaas oo koror weyn oo waxtarka matoorka lagu gaaro isku darka qaboojinta hawada iyo nidaamka qaboojinta isku dhafan ee biyaha, ayaa la sameeyay. la fuliyay.Nidaam isku dhafan oo hawo qaboojiye iyo biyo qaboojin ayaa la darsay iyadoo la adeegsanayo SolidWorks 2017 iyo ANSYS Fluent 2021 nooc.Saddex socodka biyaha ee kala duwan (5 L/min, 10 L/min, iyo 15 L/min) ayaa lagu falanqeeyay ka dhanka ah matoorada qaboojinta qaboojiyaha caadiga ah waxaana la xaqiijiyay iyadoo la adeegsanayo agab la daabacay.Falanqaynta waxay muujineysaa in heerarka socodka kala duwan (5 L / min, 10 L / min iyo 15 L / min siday u kala horreeyaan) waxaan helnay hoos u dhigista heerkulka u dhigma ee 2.94%, 4.79% iyo 7.69%.Sidaa darteed, natiijadu waxay muujinaysaa in mashiinka kicinta ee ku-xidhan uu si wax ku ool ah u dhimi karo heerkulka marka la barbar dhigo mashiinka qaboojinta hawada.
Matoorka korontadu waa mid ka mid ah hal-abuurka muhiimka ah ee cilmiga injineernimada casriga ah.Matoorada korontadu waxa loo isticmaalaa wax kasta laga bilaabo qalabka guriga ilaa baabuurta, oo ay ku jiraan warshadaha baabuurta iyo hawada.Sanadihii la soo dhaafay, caannimada matoorrada kicinta (AM) ayaa kordhay sababtoo ah qulqulkooda bilowga ah ee sarreeya, xakamaynta xawaaraha wanaagsan iyo awoodda culeyska dhexdhexaadka ah (Jaantus. 1).Matoorada induction ma aha oo kaliya inay ka dhigaan nalalka iftiinkaaga, waxay awood u yeeshaan inta badan qalabka gurigaaga, laga bilaabo cadaygaaga ilaa Teslaaga.Tamarta makaanikada ee IM waxaa abuuray xiriirka goobta magnetic of stator iyo rotor windings.Intaa waxaa dheer, IM waa ikhtiyaar macquul ah sababtoo ah sahayda xaddidan ee biraha dhulka dhifka ah.Si kastaba ha ahaatee, khasaaraha ugu weyn ee AD-yadu waa in noloshooda iyo waxtarkooda ay aad ugu nugul yihiin heerkulka.Matoorada induction waxay isticmalaan qiyaastii 40% korontada aduunka, taas oo inoo horseedaysa in aan ku fikirno in maaraynta isticmaalka korontada ee mishiinadan ay muhiim tahay.
Isla'egta Arrhenius waxay sheegaysaa in 10 ° C kasta oo kor u kaca heerkulka hawlgalka, nolosha matoorka oo dhan ay kala badh tahay.Sidaa darteed, si loo hubiyo kalsoonida iyo kordhinta wax soo saarka mashiinka, waxaa lagama maarmaan ah in fiiro gaar ah loo yeesho xakamaynta kulaylka ee cadaadiska dhiigga.Waagii hore, falanqaynta kulaylka ayaa la dayacay oo naqshadeeyayaasha matoorada waxay tixgeliyeen dhibaatada kaliya ee ku taal hareeraha, oo ku saleysan waayo-aragnimada naqshadeynta ama doorsoomayaal kale oo cabbir ah sida cufnaanta hadda jirta, iwm. xaaladaha kululaynta kiiska, taasoo keentay kororka xajmiga mashiinka iyo sidaas awgeed korodhka kharashka.
Waxaa jira laba nooc oo ah falanqaynta kulaylka: falanqaynta wareegga qulqulka iyo hababka tirada.Faa'iidada ugu weyn ee hababka falanqaynta ayaa ah awoodda lagu sameeyo xisaabinta si degdeg ah oo sax ah.Si kastaba ha ahaatee, waa in dadaal badan la sameeyaa si loo qeexo wareegyada saxsanaanta ku filan si loogu ekaado dariiqyada kulaylka.Dhanka kale, hababka nambarada ayaa qiyaas ahaan loo qaybiyaa dhaqdhaqaaqa dareeraha xisaabinta (CFD) iyo falanqaynta kulaylka qaabdhismeedka (STA), kuwaas oo labaduba adeegsada falanqaynta walxaha xaddidan (FEA).Faa'iidada falanqaynta tirooyinka ayaa ah inay kuu ogolaato inaad qaabayso joomatari qalabka.Si kastaba ha ahaatee, habaynta nidaamka iyo xisaabinta mararka qaarkood way adkaan kartaa.Maqaallada sayniska ee hoos ku xusan ayaa ah tusaalayaal la soo xulay oo ku saabsan kuleyl iyo falanqaynta korantada ee matoorrada kicinta casriga ah ee kala duwan.Maqaalladani waxa ay ku dhiirrigeliyeen qorayaashu in ay daraasad ku sameeyaan ifafaalaha kulaylka ee matoorada aan kala sooc lahayn iyo hababka qaboojinta.
Pil-Wan Han1 waxay ku hawlanayd falanqaynta kulaylka iyo korantada ee MI.Habka falanqaynta wareegga qulqulka ayaa loo isticmaalaa falanqaynta kulaylka, iyo habka kala duwan ee magnetic finite element waxaa loo isticmaalaa falanqaynta korantada.Si si sax ah loogu bixiyo ilaalinta culeyska kulaylka ee codsi kasta oo warshadeed, heerkulka dabaylaha stator waa in si sugan loo qiyaasaa.Ahmed et al.2 waxay soo jeediyeen qaab shabakad kuleyl ah oo nidaamsan oo sare ku salaysan kulaylka qoto dheer iyo tixgalinta heerkulbeegga.Horumarinta hababka qaabaynta kulaylka ee ujeedooyinka ilaalinta kulaylka warshadaha waxay faa'iido u leedahay xalalka falanqaynta iyo tixgelinta cabbirrada kulaylka.
Nair et al.3 waxay adeegsadeen falanqayn isku dhafan oo ah 39 kW IM iyo 3D falanqaynta kulaylka tirada si loo saadaaliyo qaybinta kulaylka ee mashiinka korantada.Ying et al.4 waxa la falanqeeyay taageere-qaboojiyey si buuxda u xidhan (TEFC) IMs oo leh qiyaasta heerkulka 3D.Moon iyo al.5 wuxuu bartay sifooyinka socodka kulaylka ee IM TEFC iyadoo la adeegsanayo CFD.Qaabka wareejinta mootada LPTN waxaa bixiyay Todd et al.6.Xogta heerkulka tijaabada ah waxaa la isticmaalaa heerkul la xisaabiyay oo laga soo qaatay qaabka LPTN ee la soo jeediyay.Peter et al.7 waxay isticmaaleen CFD si ay u darsaan socodka hawada ee saameeya habdhaqanka kulaylka ee mishiinnada korontada.
Cabral et al8 waxay soo jeedisay qaab kuleyl fudud oo IM ah kaas oo heerkulka mashiinka lagu helay iyadoo la adeegsanayo isla'egta fidinta kulaylka.Nategh et al.9 waxay daraasad ku sameeyeen nidaamka mootada is-hawo-qaadista iyadoo la adeegsanayo CFD si loo tijaabiyo saxnaanta qaybaha la hagaajiyay.Sidaa darteed, daraasado tiro iyo tijaabo ah ayaa loo isticmaali karaa in lagu sawiro falanqaynta kulaylka ee matoorada induction, fiiri fig.2.
Yinye et al.10 waxay soo jeedisay naqshad si loo hagaajiyo maaraynta kulaylka iyada oo laga faa'iideysanayo sifooyinka kulaylka ee caadiga ah ee qalabka caadiga ah iyo ilaha caadiga ah ee qaybta mashiinka luminta.Marco et al.11 ayaa soo bandhigay shuruudaha naqshadeynta nidaamyada qaboojinta iyo jaakadaha biyaha ee qaybaha mashiinka iyadoo la adeegsanayo moodooyinka CFD iyo LPTN.Yaohui et al.12 waxay bixiyaan tilmaamo kala duwan oo lagu dooranayo habka qaboojinta habboon iyo qiimeynta waxqabadka horaantii habka naqshadeynta.Nell et al.13 waxay soo jeediyeen in loo isticmaalo moodallo loogu talagalay jilitaanka elektromagnetic-kuleylka ee isku dhafan ee qiimayaal kala duwan oo la bixiyay, heerka faahfaahinta iyo awoodda xisaabinta ee dhibaatada fiisigiska badan.Jean et al.14 iyo Kim et al.15 waxay daraasad ku sameeyeen qaybinta heerkulka hawada qaboojiyaha qaboojiyaha hawada iyada oo la adeegsanayo 3D oo isku xiran FEM.Xisaabi xogta gelinta adigoo isticmaalaya 3D eddy baarista hadda jirta si aad u hesho khasaaraha Joule oo u isticmaal falanqaynta kulaylka.
Michel et al.16 marka la barbar dhigo taageerayaasha qaboojinta centrifugal ee caadiga ah iyo taageerayaasha axial ee naqshado kala duwan iyada oo loo marayo jilitaan iyo tijaabooyin.Mid ka mid ah naqshadahan ayaa gaadhay horumar yar laakiin la taaban karo ee hufnaanta injiinka iyadoo la ilaalinayo isla heerkulka hawlgalka.
Lu et al.17 waxay isticmaaleen habka wareegga magnetic u dhigma oo ay weheliso qaabka Boglietti si ay u qiyaasaan khasaaraha birta ee shafka matoorrada induction.Qorayaashu waxay u malaynayaan in qaybinta cufnaanta qulqulka magnetka ee qayb kasta oo iskutallaab ah oo ku dhex jirta matoorka dunta dunta ay labis tahay.Waxay isbarbardhigeen habkooda iyo natiijooyinka falanqaynta walxaha xaddidan iyo moodooyinka tijaabada ah.Habkan waxaa loo isticmaali karaa falanqaynta degdega ah ee MI, laakiin saxnaantiisa ayaa xaddidan.
18 waxay soo bandhigaysaa habab kala duwan oo lagu falanqeynayo goobta korantada ee matoorrada kicinta tooska ah.Waxaa ka mid ah, hababka lagu qiyaaso khasaaraha korontada ee biraha fal-celiska ah iyo hababka lagu saadaaliyo kor u kaca heerkulka matoorada induction linear ayaa lagu sifeeyay.Hababkan waxaa loo isticmaali karaa si loo hagaajiyo wax ku oolnimada beddelka tamarta ee matoorrada kicinta tooska ah.
Zabdur iyo al.19 ayaa baadhay waxqabadka jaakadaha qaboojinta iyadoo la adeegsanayo habka nambarada saddex-geesoodka ah.Jaakada qaboojinta waxay isticmaashaa biyaha sida isha ugu weyn ee qaboojiyaha ee saddexda weji ee IM, taas oo muhiim u ah awoodda iyo heerkulka ugu badan ee looga baahan yahay bamgareynta.Rippel iyo al.20 waxay dammaanad qaadeen habab cusub oo ku saabsan hababka qaboojinta dareeraha ah ee loo yaqaan qaboojinta transverse laminated, kaas oo qaboojiyaha si toos ah ugu qulqulo gobollada cidhiidhiga ah ee ay sameeyeen godadka midba midka kale ee lamination magnetic.Deriszade iyo al.21 ayaa si tijaabo ah u baadhay qaboojinta matoorada jiidista ee warshadaha baabuurta iyadoo la adeegsanayo isku dhafka ethylene glycol iyo biyo.Ku qiimee waxqabadka isku dhafka kala duwan ee CFD iyo 3D falanqaynta dareeraha qulqulatada.Daraasad jilid ah oo ay samaysay Boopathi et al.22 ayaa muujisay in heerkulka heerkulka matoorada biyaha lagu qaboojiyo (17-124 ° C) uu aad uga yar yahay mishiinnada qaboojiyaha (104-250 ° C).Heerkulka ugu badan ee matoorka biyaha qaboojiyey ee aluminiumka ayaa la dhimay 50.4%, iyo heerkulka ugu badan ee PA6GF30 matoorada biyaha qaboojiyey ayaa la dhimay 48.4%.Bezukov et al.23 waxay qiimeeyeen saamaynta samaynta miisaanka ee kuleyliyaha kuleylka ee derbiga mashiinka oo leh nidaamka qaboojinta dareeraha.Daraasaduhu waxay muujiyeen in filimka 1.5 mm dhumucdiisuna waxay yareeyaan kulaylka 30%, waxay kordhiyaan isticmaalka shidaalka waxayna yareeyaan awoodda mishiinka.
Tanguy et al.24 waxay sameeyeen tijaabooyin leh heerar kala duwan oo qulqulaya, heerkulka saliidda, xawaaraha wareega iyo hababka duritaanka ee matoorada korantada iyadoo la isticmaalayo saliidda saliidda sida qaboojiyaha.Xidhiidh adag ayaa la sameeyay inta u dhaxaysa heerka socodka iyo guud ahaan waxtarka qaboojinta.Ha et al.25 waxay soo jeediyeen in la isticmaalo nambarada dareeraha ah sida nozzles si siman loo qaybiyo filimka saliidda oo loo kordhiyo waxtarka qaboojinta mashiinka.
Nandi et al.26 ayaa falanqeeyay saameynta tuubooyinka kulaylka siman ee L-qaabeeya ee waxqabadka mashiinka iyo maareynta kulaylka.Qaybta uumiga kulaylka waxaa lagu rakibaa daboolka matoorka ama waxaa lagu aasay shafka mootada, qaybta kondenser-ka waxaa lagu rakibay oo lagu qaboojiyaa dareere ama hawo wareegeysa.Bellettre iyo al.27 wuxuu bartay nidaamka qaboojinta dareeraha adag ee PCM ee istator ku meel gaar ah.PCM-gu waxa uu uur-ku-taallaa madaxyada dabaylaha, isaga oo hoos u dhigaya heerkulka goobta kulul isaga oo kaydinaya tamarta kulaylka qarsoon.
Markaa, waxqabadka mootada iyo heerkulka ayaa lagu qiimeeyaa iyadoo la adeegsanayo xeelado qaboojin oo kala duwan, eeg berdaha.3. Wareegyada qaboojinta waxaa loogu talagalay in lagu xakameeyo heerkulka dabaylaha, taarikada, madax-wareega, magnets, bakhti iyo taarikada dhamaadka.
Nidaamyada qaboojinta dareeraha ayaa caan ku ah wareejinta kulaylka hufan.Si kastaba ha ahaatee, ku shubista qaboojiyaha agagaarka matoorka ayaa cuna tamar badan, taas oo yaraynaysa tamarta waxtarka leh ee mishiinka.Nidaamyada qaboojinta hawada, dhinaca kale, waa hab si ballaaran loo isticmaalo sababtoo ah kharashkooda hooseeya iyo sahlanaanta hagaajinta.Si kastaba ha ahaatee, weli way ka tayo yar tahay hababka qaboojinta dareeraha.Habka isku dhafan ayaa loo baahan yahay kaas oo isku dari kara waxqabadka kulaylka sare ee habka dareeraha qaboojiyaha oo leh kharashka hooseeya ee nidaamka qaboojinta iyada oo aan la isticmaalin tamar dheeraad ah.
Maqaalkani waxa uu taxayaa oo falanqaynayaa khasaaraha kulaylka ee AD.Habka dhibaatadan, iyo sidoo kale kuleylinta iyo qaboojinta matoorrada kicinta, ayaa lagu sharraxay kulaylka luminta qaybta Matoorada Induction iyada oo loo marayo xeeladaha qaboojinta.Luminta kulaylka xudunta matoorka induction waxaa loo beddelaa kulayl.Sidaa darteed, maqaalkani waxa uu ka hadlayaa habka kuleylka kulaylka gudaha matoorka iyada oo la marinayo iyo isku-dhafka qasabka ah.Qaabaynta kulaylka ee IM iyadoo la adeegsanayo isla'egyada joogtada ah, Navier-Stokes/ isla'egyada daqiiqadaha iyo isla'egyada tamarta ayaa la soo sheegay.Cilmi-baadhayaashu waxay sameeyeen daraasado kuleyl ah oo falanqeyn iyo tirooyin ah oo IM ah si loo qiyaaso heerkulka dabaylaha stator ujeedada kaliya ee lagu xakameynayo nidaamka kulaylka ee mashiinka korantada.Maqaalkani wuxuu diiradda saarayaa falanqaynta kulaylka ee IM-yada hawada qaboojiyey iyo falanqaynta kulaylka ee isku-dhafan ee hawo-qaboojiye iyo biyo-qaboojiye IM-yada iyadoo la adeegsanayo qaabaynta CAD iyo ANSYS simulation Fluent.Iyo faa'iidooyinka kulaylka ee qaabka isku-dhafan ee la hagaajiyay ee hawo-qaboojiye iyo hababka biyaha-qaboojinta ayaa si qoto dheer loo falanqeeyay.Sida kor ku xusan, dukumentiyada halkan ku taxan maaha mid kooban oo ku saabsan xaaladda farshaxanka ee duurka ifafaale kulaylka iyo qaboojinta matoorada induction, laakiin waxay muujinayaan dhibaatooyin badan oo u baahan in la xaliyo si loo hubiyo in hawlgalka la isku halayn karo ee matoorada induction. .
Kulayl lumitaanka waxaa badanaa loo qaybiyaa luminta naxaasta, luminta birta iyo luminta / makaanikada.
Khasaaraha naxaasta ah waa natiijada kuleyliyaha Joule sababtoo ah iska caabbinta kaari waxaana lagu qiyaasi karaa 10.28:
halka q̇g uu yahay kulaylka dhalanaya, I iyo Ve waa hadda iyo danab magaceedu yahay, siday u kala horreeyaan, Re waa caabbinta naxaasta.
Luminta birta, oo sidoo kale loo yaqaan luminta dulin, waa nooca labaad ee ugu weyn ee khasaaraha keena hysteresis iyo khasaaraha hadda jira ee AM, inta badan waxaa sababa goobta magnetic-waqtiga-kala duwan.Waxa lagu qiyaasaa isla'egta Steinmetz ee la fidiyey, kuwaas oo isku-xidhahoodu loo tixgelin karo mid joogto ah ama doorsooma iyadoo ku xidhan xaaladaha hawlgalka10,28,29.
halka Khn uu yahay qodobka luminta hysteresis-ka ee ka soo jeeda jaantuska khasaaraha asaasiga ah, Ken waa qodobka lumitaanka hadda jira, N waa tusaha iswaafajinta, Bn iyo f waa cufnaanta qulqulka ugu sarreysa iyo inta jeer ee kicinta aan-sinusoidal, siday u kala horreeyaan.Isla'egta sare waxaa lagu sii fududayn karaa sida soo socota10,29:
Waxaa ka mid ah, K1 iyo K2 waa qodobka lumitaanka xudunta u ah iyo luminta hadda jirta (qec), luminta hysteresis (qh), iyo luminta xad-dhaafka ah (qex), siday u kala horreeyaan.
Culayska dabaysha iyo khasaaraha is jiid jiidka ayaa ah labada sababood ee ugu waaweyn ee khasaaraha farsamada ee IM.Khasaaraha dabaysha iyo khilaafku waa 10,
Qaaciddada, n waa xawaaraha wareegtada, Kfb waa isku-darka khasaaraha is-burburinta, D waa dhexroorka dibadda ee rotor-ka, l waa dhererka rotor-ga, G waa miisaanka rotor 10.
Habka aasaasiga ah ee wareejinta kulaylka gudaha matoorka waa iyada oo la marinayo iyo kuleylka gudaha, sida lagu go'aamiyay Poisson equation30 ee lagu dabaqay tusaalahan:
Inta lagu jiro hawlgalka, ka dib wakhti go'an oo wakhti ah marka matoorku gaadho xaalad joogto ah, kulaylka dhalan kara waxaa lagu qiyaasi karaa kuleyl joogto ah ee qulqulka kulaylka dusha sare.Sidaa darteed, waxaa loo qaadan karaa in matoorka gudaha mashiinka lagu fuliyo iyada oo la sii daayo kuleylka gudaha.
Wareejinta kulaylka ee u dhexeeya fins iyo jawiga ku hareeraysan ayaa loo tixgeliyaa isku-soo-bax khasab ah, marka dareeraha lagu qasbo inuu u dhaqaaqo jihada cayiman ee xoogga dibadda ah.Isku soo wada duuboo waxaa loo sheegi karaa sida 30:
halka h ay tahay iskudarka wareejinta kulaylka (W/m2 K), A waa aagga dusha sare, iyo ΔT waa farqiga heerkulka u dhexeeya dusha kala wareejinta kulaylka iyo qaboojiyaha si siman dusha sare.Nambarka Nusselt (Nu) waa cabbirka saamiga wareejinta kulaylka korantada iyo korantada ee ku toosan soohdinta waxaana lagu doortaa iyadoo lagu saleynayo sifooyinka laminarka iyo qulqulka qulqulka.Marka loo eego habka empirical, tirada Nusselt ee qulqulka qulqulatada waxaa badanaa lala xiriiriyaa lambarka Reynolds iyo lambarka Prandtl, oo lagu muujiyay 30:
halka h ay tahay iskudarka wareejinta kulaylka convective (W/m2 K), l waa dhererka dabeecadda, λ waa kulaylka dareeraha (W/m K), iyo lambarka Prandtl (Pr) waa cabbirka saamiga iskudarka fidinta xawliga ah ee fidinta kulaylka (ama xawaaraha iyo qaraabada lakabka xadka kulaylka), oo lagu qeexay sida 30:
halka k iyo cp ay yihiin heerkulka kulaylka iyo awoodda kulaylka gaarka ah ee dareeraha, siday u kala horreeyaan.Guud ahaan, hawada iyo biyaha ayaa ah qaboojiyaha ugu badan ee matoorada korontadu.Tilmaamaha dareeraha ah ee hawada iyo biyaha ee heerkulka jawiga ayaa lagu muujiyay shaxda 1.
Qaabaynta kulaylka IM waxay ku salaysan tahay male-awaalkan soo socda: 3D xasilloon, qulqulka qulqulaya, hawadu waa gaas ku habboon, shucaac dayacan, dareeraha Newtonian, dareeraha aan la dabooli karin, xaalad aan sibxin, iyo sifooyin joogto ah.Sidaa darteed, isla'egyada soo socda ayaa loo isticmaalaa si loo buuxiyo sharciyada ilaalinta tirada, xawliga, iyo tamarta ee gobolka dareeraha ah.
Xaaladda guud, isla'egta ilaalinta tirada badan waxay la mid tahay qulqulka saafiga ah ee dareeraha ah ee unugga, oo lagu go'aamiyo caanaha:
Marka loo eego sharciga labaad ee Newton, heerka isbeddelka xawliga qayb dareere ah wuxuu la mid yahay wadarta xoogagga ku hawlan, isla'egta ilaalinta xawliga guudna waxa loo qori karaa qaab vector sida:
Erayada ∇p, ∇∙τij, iyo ρg ee isla'egta sare waxay ka dhigan yihiin cadaadis, viscosity, iyo cuf-jiid, siday u kala horreeyaan.Warbaahinta qaboojinta (hawada, biyaha, saliidda, iwm.) ee loo isticmaalo qaboojiyaha mishiinada waxaa guud ahaan loo arkaa inay yihiin Newtonian.Isla'egyada halkan lagu muujiyey waxa ka mid ah oo keliya xidhiidhka toosan ee u dhexeeya diiqada xiirta iyo xawaaraha xawaaraha (heerka culayska) ee u taagan jihada xiirid.Iyadoo la tixgelinayo viscosity joogto ah iyo socodka joogtada ah, isla'egta (12) waxaa loo bedeli karaa 31:
Marka loo eego sharciga ugu horreeya ee thermodynamics, heerka isbeddelka tamarta ee qayb dareere ah waxay la mid tahay wadarta kulaylka saafiga ah ee ay dhaliso qayb dareeraha ah iyo awoodda saafiga ah ee ay soo saarto qayb dareere ah.Qulqulka viscous-ka ee Newtonian-ka ah, isla'egta ilaalinta tamarta waxaa lagu tilmaami karaa sida31:
halkaas oo Cp ay tahay awoodda kulaylka ee cadaadiska joogtada ah, iyo ereyga ∇ ∙ (k∇T) wuxuu la xiriiraa kulaylka kuleylka iyada oo loo marayo xudduudaha unugga dareeraha ah, halkaas oo k ay tilmaamayso kuleylka kuleylka.U beddelashada tamarta makaanikada ee kuleyl waxaa loo tixgeliyaa marka la eego \ (\ varnothing \) (ie, shaqada kala-baxa viscous) waxaana lagu qeexay sida
Meesha \(\rho \) ay tahay cufnaanta dareeraha, \(\mu \) waa mawjadaha dareeraha, u, v iyo w waa awoodda jihada x, y, z ee xawaaraha dareeraha, siday u kala horreeyaan.Eraygani waxa uu qeexayaa u beddelka tamarta makaanikada ee tamarta kulaylka waana la iska indho tiri karaa sababtoo ah waxa kaliya oo muhiim ah marka viscosity ee dareeraha uu aad u sarreeyo iyo xawaaraha xawaaraha dareeraha uu yahay mid aad u weyn.Xaaladda socodka joogtada ah, kulayl gaar ah oo joogto ah iyo kulaylka kulaylka, isla'egta tamarta ayaa wax laga beddelay sida soo socota:
Isla'egyadan aasaasiga ah waxaa lagu xalliyaa socodka laminarka ee nidaamka isku-duwidda Kartisia.Si kastaba ha ahaatee, sida dhibaatooyin kale oo badan oo farsamo, hawlgalka mishiinada korontada ayaa ugu horreyntii la xidhiidha qulqulka qulqulka.Sidaa darteed, isla'egyadan ayaa wax laga beddelay si loo sameeyo habka celceliska Reynolds Navier-Stokes (RANS) ee qaabaynta qalalaasaha.
Shaqadan, barnaamijka ANSYS FLUENT 2021 ee qaabaynta CFD oo leh shuruudaha xuduudaha u dhigma ayaa la doortay, sida moodeelka la tixgeliyey: matoor asynchronous ah oo leh qaboojin hawo leh oo awood ah 100 kW, dhexroorka rotor 80.80 mm, dhexroorka ee stator ah 83,56 mm (gudaha) iyo 190 mm (dibada), farqiga hawada ee 1.38 mm, dhererka guud ee 234 mm, qadarka , dhumucdiisuna waxay ee feeraha 3 mm..
Qaabka matoorka hawo qaboojiye ee SolidWorks ayaa markaa la keenaa ANSYS Fluent oo la sawiray.Intaa waxaa dheer, natiijooyinka la helay waa la hubiyaa si loo hubiyo saxnaanta jilitaanka la sameeyay.Intaa waxaa dheer, IM isku dhafan oo hawo-iyo biyo qaboojin ah ayaa loo qaabeeyey iyadoo la adeegsanayo software-ka SolidWorks 2017 waxaana lagu sawiray iyadoo la isticmaalayo barnaamijka ANSYS Fluent 2021 (Jaantus 4).
Naqshadeynta iyo cabbirka qaabkan waxaa dhiirigeliyay Siemens 1LA9 aluminium taxane ah oo lagu qaabeeyey SolidWorks 2017. Qaabka ayaa wax yar wax laga beddelay si uu ugu habboonaado baahiyaha software-ka-jilitaanka.Wax ka beddel moodooyinka CAD adiga oo ka saaraya qaybaha aan la rabin, ka saara xayndaabyada, chamfers, iyo in ka badan marka aad moodayso ANSYS Workbench 2021.
Hal-abuurka naqshadeynta waa jaakada biyaha, dhererka kaas oo lagu go'aamiyay natiijooyinka jilitaanka ee qaabka ugu horreeya.Qaar ka mid ah isbeddelada ayaa lagu sameeyay jilitaanka jaakadda biyaha si loo helo natiijooyinka ugu wanaagsan marka la isticmaalayo dhexda gudaha ANSYS.Qaybo kala duwan oo IM ah ayaa lagu muujiyay berdaha.5a–f.
(A).Rotor core iyo IM shaft.(b) IM stator core.(c) Dabaylaha IM stator.(d) Qaabka dibadda ee MI.(e) IM jaakadda biyaha.f) isku darka hawada iyo biyaha la qaboojiyey moodooyinka IM.
Marwaxadu usheeda dhexe waxay bixisaa hawo joogto ah oo ah 10 m/s iyo heerkulka 30 °C ee dusha sare ee baalasha.Qiimaha qiyaasta waxaa loo doortaa si aan kala sooc lahayn iyadoo ku xiran awoodda cadaadiska dhiigga ee lagu falanqeeyay qodobkan, kaas oo ka weyn midka lagu tilmaamay suugaanta.Aagga kulul waxaa ka mid ah rotor-ka, istator-ka, dabaylaha istator-ka iyo baararka qafiska rotor-ka.Qalabka stator iyo rotor waa bir, dabaylaha iyo ulaha qafiska waa naxaas, jir iyo feeraha waa aluminium.Kulaylka ka dhasha aagaggaas waxaa sabab u ah ifafaalaha elektromagnetic, sida kuleylinta Joule marka qulqulka dibadda uu soo maro gariiradda naxaasta ah, iyo sidoo kale isbeddelka goobta birlabeedka.Heerarka sii daynta kulaylka ee qaybaha kala duwan ayaa laga soo qaatay suugaanta kala duwan ee loo heli karo 100 kW IM.
Isku-dhafka hawo-qaboojinta iyo biyaha-qaboojinta IM-yada, marka lagu daro shuruudaha kor ku xusan, ayaa sidoo kale lagu daray jaakad biyaha, taas oo awoodaha wareejinta kulaylka iyo shuruudaha awoodda bamka lagu falanqeeyay heerarka socodka biyaha ee kala duwan (5 l / min, 10 l / min iyo 15 l/daqiiqo).Waalkan waxa loo doortay sida waalka ugu yar, maadaama natiijadu aanay si weyn isu bedelin socodka ka hooseeya 5 L/min.Intaa waxaa dheer, heerka socodka 15 L / min ayaa loo doortay qiimaha ugu sarreeya, tan iyo markii awoodda bamgareynta ay si weyn u korodhay inkastoo xaqiiqda ah in heerkulku hoos u sii socdo.
Noocyo kala duwan oo IM ah ayaa la soo galiyay ANSYS Fluent waxaana lagu sii tafatiray iyadoo la isticmaalayo ANSYS Design Modeler.Intaa waxaa dheer, daboolka sanduuqa u eg ee cabbirkiisu yahay 0.3 × 0.3 × 0.5 m ayaa la dhisay agagaarka AD si loo falanqeeyo dhaqdhaqaaqa hawada ku wareegsan matoorka loona daraaseeyo ka saarista kulaylka jawiga.Falanqeyn la mid ah ayaa loo sameeyay IM-yada hawo-qaboojisay iyo biyaha isku-dhafan.
Qaabka IM waxa loo qaabeeyey iyadoo la isticmaalayo hababka tirada ee CFD iyo FEM.Meshes waxaa lagu dhisay CFD si loo qaybiyo domain tiro qaybo gaar ah si xal loogu helo.Meshes tetrahedral oo leh cabbirada walxaha ku habboon ayaa loo isticmaalaa joomatari guud ee kakan qaybaha matoorka.Dhammaan is-dhexgalka waxaa ka buuxsamay 10 lakab si loo helo natiijooyinka wareejinta kulaylka oogada saxda ah.Joomatari xadhkaha goostay ee labada nooc ee MI waxa lagu muujiyay sawirka.6a,b.
Isla'egta tamarta ayaa kuu ogolaanaysa inaad barato kuleyliyaha meelaha kala duwan ee matoorka.Qaabka qalalaasaha K-epsilon oo leh shaqooyinka gidaarka caadiga ah ayaa la doortay si loogu qaabeeyo qalalaasaha agagaarka dusha sare.Qaabku wuxuu ku xisaabtamayaa tamarta dhaqdhaqaaqa (Ek) iyo qulqulka qulqulaya (epsilon).Copper, aluminium, birta, hawada iyo biyaha ayaa loo doortay sifooyinkooda caadiga ah si loogu isticmaalo codsiyadooda kala duwan.Heerarka kala daadinta kulaylka (eeg Jadwalka 2) ayaa loo bixiyaa sidii qalab, iyo xaaladaha aaga batteriga ee kala duwan ayaa loo dejiyay 15, 17, 28, 32. Xawaaraha hawada ee kiis mootada waxaa loo dejiyay 10 m/s labada nooc ee matoorada, iyo gudaha Intaa waxaa dheer, saddex heer oo kala duwan oo biyo ah ayaa lagu xisaabtamay jaakada biyaha (5 l / min, 10 l / min iyo 15 l / min).Si sax ah u sii weyn, hadhaaga dhammaan isla'egyada waxaa loo dejiyay siman 1 × 10–6.Dooro SIMPLE (Habka Semi-Implicit for Pressure Equations) algorithm si aad u xalliso isla'egyada Navier Prime (NS).Ka dib bilaabista isku-dhafka ah ee la dhammeeyo, habayntu waxay socon doontaa 500 oo taxan, sida ku cad Jaantuska 7.
Waqtiga boostada: Jul-24-2023