增城云梯车出租公司   通过ＣＦＤ计算可以得到云梯车热能发生器内部流场的流动和传热情况， 增城云梯车公司, 增城云梯车, 云梯车增城  经过流－固稱合壁面上温度的传递进行固体热分析可以得到热能发生器固体壁面上的温度分布。轴承外壳上的温度分布由进口环形流道上的２５°Ｃ逐渐向外壁呈梯度减小到室内温度２０°Ｃ；  定子上的温度分布,  由叶片内部向外壁面梯度减小到室内温度，叶片上的温度在三个进口处的温度较小，因为刚流进的流体为冷流体；转子上的温度分布如图７－９Ｃ所示，转子都在流体之中，转子整体上的温度分布较大，与定子三个进口相接的地方由于温度受到冷流体的影响相对分布较小。 在不同叶片倾角的情况下，轴承外壳上的最高温度值在叶片倾角为３０°- ７５°之间一样，壁面温度值均为流进流体的温度值；当叶片倾角大于７５°后，温度值与倾角呈正比例升高；在倾角为９０°时，温度值接近５０°Ｃ，因为在倾角为３０°￣７５°时温度变化的范围小于倾角为７５°￣９０°时，温度的变化不足以影响进口环形流道上的温度变化，因此温度为进口流体温度；而倾角为７５°￣９０°时，温度变化范围较大，引起进口环形流道上的温度升高，因此轴承外壳上温度迅速升島；转子与定子上的温度变化一致，随着叶片倾角的增大，温度值增大，而且变化趋势也逐渐增大。不同叶片厚度的情况下，轴承外壳上的温度分布不变化，维持在进口流体温度２５°Ｃ。可见，在各叶片厚度下，转子转动引起的温度变化不会影响进口流道上的温度变化。转子和定子上的温度变化一致，随着叶片厚度的増加最高温度值均减小。 当定子叶片数为９时，轴承外壳上的温度不变化，维持在进口流体温度２５°Ｃ，转子和定子温度变化一致；在转子叶片为１０-１２片时，随转子叶片数的增大，温度值下降，当转子叶片大于１２片后温度值在５５°Ｃ左右趋于稳定。当定子叶片数为１２时，轴承外壳温度不变，转子和定子温度在转子叶片数为１６时出现相反的变化，此时转子温度升高到一个最大值５０°Ｃ，而定子温度则减小到一个最小值４２°Ｃ左右。其他情况转子和定子温度变化一致，随着转子叶片数的增加，温度的变化呈现减小的趋势。当定子叶片数为１５时，轴承外壳上的温度不变，转子和定子上的温度变化一致，且基本稳定在４２°Ｃ，不随叶片数的变化而变化。综合三个变化曲线图可知，定子数越少，引起的温度变化越大，转子与定子数相差越多，温度分布越小。转子与定子之间不同轴向间隙下的温度值分布，轴承外壳上的温度分布不变，稳定在进口流体的温度２５°Ｃ左右。转子与定子的温度变化一致，随着轴向间隙的增大，温度减小，但是减小趋势不大，在４５°Ｃ￣５０°Ｃ之间变化。和其他情况一样，轴承外壳上的温度不变化，与进口流体温度一致。因为转子转动引起的温度变化不足以影响进口环形流道上的温度变化。转子与定子上的温度变化一致，随着锅坑深度的增加，温度值逐渐减小。当锅坑深度增加到３３ｍｍ时，随着锅坑深度的增加，温度值维持一定，不再变化。

    热应力分析,  ＷＣＦＤ计算得到流场的压力分布，将流－固縄合面上的压力载荷传递，以及通过热分析得到的固体上的温度分布作为热载荷，进行热能发生器固体结构的热应为分析，获得轴承外壳、转子及定子上的热应力分布。热应力较大的区域主要集中在与中心轴相接的轴肩处、螺栓孔及环形流道外壁面上，这些地方最容易产生失效。但轴承外壳整体上受到的热应力并不大。在叶片倾角为９０。时，轴承上受到的热应力与其他叶片倾角时的情况不同，与进口相对的环形流道受到的热应力明显大于其他地方，因为叶片倾角为９０°时，压力的分布较大。定子上的热应力分布，应力较大的区域主要分布在轴孔、螺栓孔叶片轮毅和叶片吸力面上。 热应力较大的区域主要分布在轴扎处及从轴孔往转子外缘延伸的叶片轮穀及叶片吸力面上，从轴孔往转子外缘延伸的方向上热应力值呈减小趋势。因为，转子在旋转过程中，离心力的大小从中也向四周减小，而热应力又主要由离心力引起。综合以上热应力分布云图可知，热应力较大的区域主要分布在螺栓孔、叶片轮穀、叶片吸力面以及轴孔处，这些地方容易产生失效，与前文失效分析中热能发生器产生失效的部位具有相同之处，验证了所采用热流固颖合分析方法的可靠性。不同叶片倾角下的热应力值分布曲线，随着叶片倾角的增大，轴承外壳、转子与定子上的热应力值均增大。轴承外壳上的热应力值在倾角小于７５°时，保持不变；当倾角大于７５°后，热应力值迅速增大，但都在材料的极限强度Ｗ内，表明轴承外壳在各叶片倾角下都满足强度要求。定子和转子上的热应力值窩于轴承外壳，而定子上的应力值最大，因为转子在旋转过程中会抵消一部分应力。定子上热应为值在倾角为６０°左右就超过了材料的极限强度产生失效，因此为满足强度要求，叶片倾角应选在６０〇以内。 轴承外壳上的热应力值在各叶片厚度下保持稳定，且应力值很小。转子上的热应力值随着叶片厚度的增加而减小，因为叶片厚度越大，内部流场中流体的体积越小，产生的离心力越小，因此热应力值也会越小。定子上的热应力值随着叶片厚度的增大，先出现减小趋势；当叶片厚度在１０ｍｍ时减小到最小值，而后随着叶片厚度的增大，热应力増大；当叶片厚度达到１６ｍｍ时，热应力值达到５００ＭＰａ，超过材料的极限强度，不满足强度要求。因此为满足强度要求，叶片厚度应取在１４ｍｍ以内。

     不同叶片数量下的热应力值分布曲线，各叶片数下轴承外壳上的热应力值均在较小的值保持稳定，满足强度要求。定子和转子上的热应力随着转子叶片数的增大而减小，并且这种减小趋势随着定子叶片数的增大而减小。当定子叶片数为１５时，定子和转子上的热应力基本保持不变，且都在极限强度以内，满足强度要求。当定子叶片数为１２时，各转子叶片数下的热应力值也都在极限强度以内，满足强度要求。当定子叶片数为９时，转子叶片数为１０、１１时，定子上的热应力值在４９０ＭＰａ左右，接近材料的极限强度，不满足强度要求。其他情况都在极限强度Ｗ内，满足强度要求。因此可选择的叶片数有；ｓ９ｒｌ２、ｓ如１３、ｓｌ２ｒｌ３、ｓｌ２ｒｌ４、ｓｌ２ｒｌ５、ｓｌ２ｒｌ６、ｓｌ５ｒｌ６、ｓｌ５ｒｌ７、ｓｌ５ｒｌ８、ｓｌ５ｒｌ９。转子与定子之间不同轴向间隙下的热应力值分布曲线，定子、转子、轴承外壳上的热应力值均在极限强度Ｗ内，强度满足要求。转子与定子上的热应力值在轴向间隙达到３．５ｍｍ时突然增加，而后又下降，呈小幅度的减小趋势，因此可选择轴向间隙为４ｍｍ、４．５ｍｍ、５ｍｍ。不同锅坑深度下的热应力值分布曲线，图中显示轴承外壳、转子与定子上的热应力值均在极限强度内，满足强度要求。轴承外壳上的热应力值最小，且随着锅坑深度的增加，热应力值的变化不大；转子和定子上的热应力值随着渦坑深度的增加而减小，当锅坑深度达到３３ｍｍ后，变化趋势就不再明显。在各锅坑深度下，强度均在极限强度以内，满足要求。

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    通过热流固三个物理场的锦合分析，得到热能发生器上各过流部件上的变形情况。轴承外壳上的总变形量分布云图，由于螺栓孔处应力较大，相邻两螺栓孔上的应力往中间挤压造成两螺栓孔中间的变形增大。定子上的总变形量分布，两螺栓孔中间及满坑底部的变形较大，因为螺栓扎处受到热应力较大，两螺栓化受力往中间挤压，使中间部分变形较大；同时在叶片吸力面以及叶片轮毅上的受力也较大，水流压力冲击叶片轮穀以及叶片吸力面，往锅坑内部挤压，造成锅坑底部大量变形。不同叶片倾角下转子的总变形量分布云图，图中可见转子的变形在径向方向上由内径往外径方向变形量增加。由于转子转动，产生离心力，转动过程中使得转子外缘的变形量增大。如图７－２２所示为不同叶片倾角下各过流部件上的总变形量的变化曲线图，转子上的变形大于定子变形，而轴承外壳上的变形量最小。因为转子在转动过程中产生离心力，使变形量加大，而轴承外壳距离转子较远，几乎不会受到离心力的影响，因此变形最小。随着叶片倾角的增大，过流部件上的变形量逐渐加大。因为叶片倾角增大，水流体积分布增大，水流冲击力加大，因此受压力的影响，各部件上的变形量增大。 不同叶片厚度下的总变形量分布曲线，随着叶片厚度的增大，各过流部件上的变形量减小。因为叶片厚度增加，水流体积减小，相应产生的压降减小，过流部件上受到的压力减小，因此变形减小。 为不同叶片数量下的变形量分布曲线，由图中三个曲线图综合可见，随着转子叶片数量的增加，过流部件上的变形量减小；而随着定子叶片数的增加，送种减小趋势逐渐变缓；当定子叶片数达到１５片时，轴承外壳和定子上的变形几乎不再变化。因为随着叶片数的增加，叶片之间分布的流体减少，流体产生的压降减小，对叶片的冲击压力减小，因此变形减小。不同轴向间隙的变形量分布曲线。随着轴向间隙的增加，过流部件上的变形量变化比较缓慢，表明轴向间隙对过流部件上的变形影响不大。因为变形的大小主要由离心力及水流压力控制，这两种力的大小与转速和叶片间分布的水流体积相关，而轴向间隙的大小对这两个因素的影响不大，因此对变形的影响也就不大。不同锅坑深度下的变形量分布曲线。由图可见，随着锅坑深度的增力口，转子与定子上的变形量增加。因为锅坑深度增加，叶片间分布水流体积增大，水流产生的压降增大，相应产生的压力增大，对叶片的冲击力加大，变形相应加大。

      在以上汽蚀性能分析及热流固帮合分析的基础上，根据各单因素对热能发生器性能的影响情况，得出一下最优的叶片结构：将以上组合后的结构进行仿真计算，提取气泡体积分数的分布云图。由于在定子和转子上的气泡体积分数较大，因此只提取了这两个部件上的气泡体积分数分布云图。气泡主要分布在叶片轮穀及叶片吸力面上；转子与定子叶片数量相差越多，气泡体积分数的分布越小，表明汽蚀越轻：随着叶片数量的增多，气泡体积分数分布增大，汽蚀加重；锅坑深度为２５ｍｍ时气泡分布低于锅坑深度为３０ｍｍ时气泡体积分数。从分布云图上看，组含１、３、５的气泡分布相对较小，汽蚀较轻。 热能发生器整体模型上气泡体积分数的径向分布曲线图，最高气泡体积分数的分布。如图显示各组合情况下的分布情况基本一致，集中分布在径向０．３- ０．９之间； 在０．８之间气泡体积分数分布最高，在９０％左右，此时汽蚀情况比较严重。平均气泡体积分数的分布，各组合情况下的变化趋势一致。组合１、８气泡体积分数相对较高，表明这种情况下汽蚀较为严重；组合３、５气泡体积分数相对最化，此时汽蚀情况较轻。 不同组合参数下，定子壁面与转子壁面上的滿动能分布。从图中可以得知，组合５情况下的瑞动能分布最低，表明此时能量损耗最小，工作效率最高。

     将各结构参数进行排列组合后进行热流固禪合分析，分析了１０种情况下的计算结果，提取了模型上的温度值、热应力值及变形量。  轴承外壳上的温度最低，定子和转子温度比较接近。因为轴承外壳是进口流道部分，温度与进水温度较为接近。转子在旋转过程中会对流体进行加热，因此转子部分的温度较高，定子与转子联通，两边温度相似。随着叶片数量的增多，温度值略微减小，而定子与转子叶片相差越多，加热性能越好；当定子与转子叶片锅坑深度增大时，温度值有所变小，但是变化范围很小。随着整体叶片数目的增多，应力值减小，变形相应减小；而转子与定子叶片相差趟多，应力值越大；锅坑深度越大，应力值越大，变形量相应增大；在１０种组合情况下，组合１、２、３、６、７、８的热应力值超出极限范围，不满足强度要求。综合上汽蚀和热流固親合的分化组合３和组合５的气泡体积分数分布相对较低，汽蚀较轻。且滿动能的分布较小，能量耗损较少，工作效率较高。但是组合３的热应力值超出极限范围，不满足强度要求。因此综合考虑情况下，选择组合５更为理想。

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