动力间是内燃机车动力来源—柴油机发电机组所处的位置,通常位于机车的中部,室内主要设置有柴油机、主发电机、柴油机进气过滤器、励磁机等。柴油机工作时所发出的总热量通常只有35%—45%可以转化成有效功,而其余热量有很大一部分是直接排出柴油机体外。这不仅会造成柴油机的损失,还会使动力间环境温度过高。过高的动力间温度会给工作人员的巡视、检修工作带来不利影响,同时也会导致动力间内部相关设备故障率增高。通过合理设计动力间结构,可有效改善动力间通风散热状况,降低动力间环境温度,减少冷却风扇的功率损耗,提高电机等设备工作的可靠性。本文是以机车动力间通风系统为研究对象,利用CFD方法对动力间在不同工况下的通风散热性能进行仿真计算。首先利用三维造型软件Creo对动力间进行实体建模,然后以计算流体动力学软件FLUENT为平台,采用SIMPLE算法,选用标准的K-ε两方程湍流模型,对动力间热流场进行数值模拟,得到了不同运行速度下详细的流场信息。计算结果表明,在不同的运行速度下,初始方案的动力间内平均温度均远高于60℃,不满足设计要求。对初始方案的温度、压力、速度、湍流动能、湍流动能耗散率等参数的分布进行具体分析,研究动力间内部的空气流动特性,在此基础上尝试对动力间结构进行改进,并再次进行仿真计算。经过多方案调整优化后,最终得到了满足通风散热条件的最优结构方案。分析结构改进前后动力间内空气的流动情况,可以看出,由于优化方案在动力间通风口处增加了排风扇,加快了通风口处的空气流速,显著增强了流体的湍流性能,从而强化了通风系统的换热效果,降低了动力间内部温度,使其在各工况下的平均温度均可保持在60℃左右,满足了动力间的冷却通风要求。