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本论文结合江苏省科技支撑计划“XT750滑移装载机研发”(项日编号为BE2008028),以徐工XT750滑移转向装载机为研究对象,在不增加功率消耗的基础上,通过计算流体动力学软件仿真计算分析,提出了冷却系统部件匹配的优化方案,提高了系统的散热能力。论文选题具有较强的工程背景和府用价值。论文主要完成了以下工作:
1.阐述了传热学、计算流体动力学(CFD)、数值传热学等相关理论。这些理论是进行数值仿真的理论基础,为借助分析软件对XT750型滑移装载机热源系统的空气流动及温度分布进行评价给予一定的理论支持。
2.提出了研究对象的简化物理模型,水箱散热器、液压油散热器组成的散热器模块从宏观上看,只关注其在空气压力、风阻方面的影响,用多孔介质模拟来实现对其的简化,风扇用FLUENT中的Fan模型来模拟。
3.建立了滑移装载机动力舱内三维空气流动数学模型,采用稳态不可压缩雷诺平均Navier-Stocks方程,紊流模型选择K-ε两方程模型,应用非结构化网格和有限容积法进行计算区域和控制方程的离散。
4.根据徐工XT750滑移装载机的实际情况,在不改变发动机、散热器、风扇等部件本身设计结构的基础上,利用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对发动机舱内空气流场的温度场和速度场进行数值仿真计算。
5.通过改变动力舱进风口的位置、大小和风扇的风向以及适当加人风扇和发动机之间的距离等措施,从温度场、速度场、空气流量和换热率等方面对计算结果进行了对比分析,得出了不同状况对动力舱内部热环境的影响规律,为厂家进行结构改进提供了参考依据。
6.针对原结构高温空气存在同流、动力舱尾部空气温度较高等现象,通过改进进风口、增设隔热板等措施,改善了机罩内空气的流动状况,提高了冷却空气的载热能力,对降低能源消耗、保障发动机正常有效运行等具有实际意义。