基于Fluent模拟的空压机散热设计(4)
3.4.1 增大开口尺寸的空压机模型建立 16
3.4.2 散热模拟 16
3.5 增加螺杆空压机风扇速度的散热模拟 18
3.5.1 散热模拟 18
3.6螺杆空压机风速不变增大风扇面积的散热设计 19
3.6.1增大风扇面积的空压机模型建立 19
3.6.2 散热模拟 20
4 热量变化时空压机散热模拟 21
4.1 udf文件编写 21
4.2 散热量变化时的fluent模拟 22
4.3热量变化时空压机散热优化设计 24
4.3.1空压机模型建立 24
4.3.2 fluent模拟 24
5 结论与展望 26
5.1结论 26
5.2 建议与展望 27
5.2.1 建议 27
5.2.2展望 27
致谢 28
参考文献 29
1绪论
1.1 空压机散热的目的和意义
目前，空压机在我国的市场规模每年都以较快的速度增长。随着空气压缩机的行业的不断发展，越来越多的企业进入气压缩机行业，越来越多的人对气压缩机行业青睐。空压机之所以发展的如此迅速，是因空气具有良好的可压缩性和弹性，输送系统简单安全，所以被广泛应用于工矿企业，主要用作风动设备的动力源或物料输送。特别是在煤矿井下含有易燃易爆型粉尘和瓦斯的环境中，压缩空气更是具有电力能源不可比拟的安全性和可靠性[4]。
但是由于空气压缩设备的压缩效率较低，空气压缩后形成的压力势能只占压缩机输入能量的20%左右，压缩机输入能量的大约80%均以热能的形式排放到环境空气中。将空气一级压缩至0.8MPa 时，空气温度理论温度可达到263℃，可见空压机运行过程中会产生大量的热能，因此对空压机散热的设计是必须要重视的[4]。
对空压机进行散热设计，可以有效的降低空压机核心区域的温度，避免空压机因为过热问题发生爆炸、自燃、停机等一系列事故。可以有效保障操作人员的生命安全和公司的财产安全。因此，对空压机的散热进行研究是很有必要的，可以大大增加空压机运行时的安全性。
1.2计算流体力学的发展与研究现状
1.3 CFD软件Fluent简介及发展
为了完成CFD计算，过去多是用户自己编写计算程序，但由于CFD的复杂性及计算机软硬件条件的多样性，使得用户各自的应用程序缺乏通用性，而CFD本身又有其鲜明的系统性和规律性，因此，比较合适制成通用的商业软件。于是诸如Fluent、CFX、Phoenics、Star-CD等商用CFD软件就应运而生。
1.3.1 Fluent软件介绍
Fluent 软件是个工程运用的CFD 软件，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度方面达到最佳。可以计算流场、传热和化学反应。其思想实际上就是做很多模块,这样只要判断是哪一种流场和边界就可以拿已有的模型来计算。Fluent 将不同领域的计算软件组合起来，成为CFD 计算机软件群,软件之间可以方便地进行数值交换，并采用统一的前、后处理工具，这就省却了科研工作者在计算方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动，而可以将主要精力和智慧用于物理问题本身的探索上。缩短了设计过程,减少实验室测定试验的数目，减少产品开发成本，也即为CFD 的作用所在。
Fluent软件的前处理工具GAMBIT的功能主要包括3个方面：构造几何模型、划分网格和指定边界，中网格划分是其最主要的功能，最终会生成包含边界信息的网格文件。另外，GAMBIT还提供了非常灵活的网格特性，用户可以方便地使用结构和非结构网格对各种复杂区域进行网格划分。对于二文问题，可生成三角形单元网格和四边形单元网格；对于三文问题，可生成四面体、优尔面体、棱锥、楔形体及混合网格，还允许用户根据求解规模、精度及效率等因素，对网格进行整体或局部的细化或粗化。
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