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樓主: 偉光
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【熱分析實例】大型電機雙層空心板Ansys絕緣熱分析總結

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11#
發表于 2014-4-22 21:11:51 | 只看該作者
對流換熱系數150w/m2,大俠用的什么介質呢  
空氣強制對流一般達不到這么大

點評

呵呵,理解的,電機一塊要向大俠多學習了。ansys新的版本里有icepak模塊,用來做過簡單機柜的散熱,挺方便的。  發表于 2014-4-22 21:32
只能告訴你不是空氣,這是我做特種電機某結構原理性驗證時作的一個工作,和移動核動力有關系。一般空氣強對流在20-100之間,自然對流3-20,至于150嘛,嘻嘻,你懂得。。。。望理解。  發表于 2014-4-22 21:21
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12#
發表于 2014-4-22 22:00:45 | 只看該作者
求教群主,3300V的重載低速變頻電機(800kW-1600kw)是什么類型的?同步的還是異步的好,永磁的可行嗎?變頻一體的電機技術成熟嗎?

點評

變頻系統方面,德國主要走的是高壓路線,至于i單機功率電機方面不是問題,一般變頻器大于5MW價格就非常貴了,通常兩個小些的一同帶動電機,我們做過的同步電動機20MW,用的兩組10MW變頻器使用。  發表于 2014-4-23 19:38
我的QQ,1927959925,有機會咱們聊聊;  發表于 2014-4-23 11:31
回復的很專業;因為不是搞電機,所以不是很清楚;但是見到有單位搞400kW-1000kW,1140V的永磁同步變頻一體電機;德國Breuer是1140V和3300V的變頻一體機,最大在用的功率是單機1200kW,但是3300V的故障較多  發表于 2014-4-23 11:31
一般這樣的低速,電機交交變頻系統,工程上頻率一般不超過工頻的一半,那樣就最好用同步電機,如果是交直交變頻系統,頻率就沒有限制,則可以 選擇異步電機。至于哪個最好,要看整體要求,沒有絕對的好壞。  發表于 2014-4-22 22:19
一般電機的振速限制都在2.8mm/s,電力電子器件和電路板和機座合為一體,長期在這種振動下,會降低電子器件的連接可靠性,在系統安全要求比較大的地方,不建議如此布置。  發表于 2014-4-22 22:13
變頻一體,也只不過把變頻組件放在電機機殼上,當然縮短的變頻器的輸出電纜距離,減少了共模和浪涌電壓影響,但是我覺得意義不大,對于小的拖動系統,倒是縮小了空間,可是增加的耦合度,降低了可靠性。  發表于 2014-4-22 22:11
同樣的軋機電機,我即弄過同步的也,弄過異步的,這要看你系統的綜合考慮,選哪張要看你的要求,其實對負載要求不高的風機和水泵,永磁的也是可以用的。  發表于 2014-4-22 22:08
同步和異步,如果變頻話,差別主要在控制和功率因數上,前者功率因數可超前,可滯后,可為1,后者較小一般0.7幾-0.9幾不等。控制上,同步可以開環比較容易實現矢量控制,異步需要編碼器。但是編碼器總比勵磁系統簡單  發表于 2014-4-22 22:06
重載,需要過載比較強,就排除永磁了,因為永磁同步電機轉子是永磁體,無法像電勵磁那樣通過過勵而加大扭矩。永磁體則不能,所以永磁電機的轉速比就比較小,低速弱磁是它難以從控制角度克服的本體問題。  發表于 2014-4-22 22:04
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13#
發表于 2014-4-23 19:06:35 | 只看該作者
好東東啊
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14#
發表于 2014-4-24 11:17:15 | 只看該作者
本帖最后由 wozaicctv 于 2014-4-24 11:26 編輯

我這邊是做光學儀器的,有時候會用到熱分析,我覺得設置參數挺難的,不是操作軟件難,而是為什么要這么設置,比如對流系數,workbench上停滯空氣的對流系數默認為5W/m2*K,實際我們應該用多少?如果是5,計算出來的溫度,跟實際測的溫度差挺多的,這時候就有疑問了,是自己哪個地方設置不對?又找不出來。網格劃得好不好,也不知道怎么判斷。有時候通過實際測試反推出一些參數,但這些參數能不能用到別的產品上呢,因為產品差異蠻大的,因為大多時候是想在開發新產品前,計算出溫度場,來指導改進,但也不知道對不對,如果相差很大或做出來再測再改,那好像沒多大意義。

大俠積分不夠,能否發一份到我的郵箱:lmhennb@126.com  謝謝!

點評

已經發送,請查收。其實對流系數,要作流體分析和試驗雙驗證,而流體又涉及介質粘度,粘度又受制于溫度,所以需要分結構的試驗驗證,需要流體計算和流體試驗進行。熱的計算有兩個前導,即熱源和流速的準確計算。  發表于 2014-4-24 19:02
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15#
發表于 2014-4-24 12:37:13 | 只看該作者
MARK!
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16#
發表于 2014-4-24 21:04:38 | 只看該作者
本帖最后由 逍遙處士 于 2014-4-24 21:18 編輯

大俠您好,有個問題向您請教。

一個Φ25.4*5的鐵餅,正面用火焰加熱,背面用風嘴吹常溫空氣冷卻。現在正面能升到1300℃,背面卻只能降到1100℃,再也下不去。

我想達到正面1300℃,背面800℃。考慮背面吹冷空氣,正面加大氧燃氣流量,兩面拔河,達到500℃的溫差。大俠覺得這樣可行嗎?(忽略圓周邊上的散熱影響,熱導率約為16*W/m*K)

或者還用常溫空氣,但是使勁加大流速,這樣溫度是否能降下來?個人感覺可能性不大,覺得空氣溫度不下來,再怎么吹,背部溫度也下不來。因為鐵餅本身的熱導率太大了。
  
謝謝!
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17#
 樓主| 發表于 2014-4-24 22:13:48 | 只看該作者
本帖最后由 偉光 于 2014-4-24 22:33 編輯
逍遙處士 發表于 2014-4-24 21:04
大俠您好,有個問題向您請教。

一個Φ25.4*5的鐵餅,正面用火焰加熱,背面用風嘴吹常溫空氣冷卻。現在正 ...

    鐵餅比較薄,正反面的空氣間熱通量沒有有效隔離,其次鐵餅中間若增加隔熱槽可以增加本身熱阻,鐵餅干什么用,可否在鐵餅厚度方向開個隔離槽,同時在隔離槽處放上兩個半環隔熱板,僅僅提高流速并不能明顯改善。其實隔離溫度比較好的方法就是設立隔離腔,例如亞臨界機組中的爐水泵電機,管道側為高壓高溫的水氣365°,電機側內腔溫度要控制在70°附近,這個例子或許可以給你一點思路。

    由于你這個餅過于薄,不知道用在哪里,是否可以再開隔熱槽。即便不能開深槽,是否可以加大餅的外圓開個淺槽,將對半的半環隔熱板嵌入鐵餅中,也可以隔離正反面間的熱通量聯系,待操作后,再外圓車掉凹槽部分,因為不了解您這個餅的用途,還請詳細說明。對于空氣如果強迫對流,其換熱系數也很難超過100w/平方米,所以一般的鎢合金焊頭的電極里都有冷卻流體的流道,但是如果你只是相加大正反面的溫差,就和冷卻介質沒有太多關系了,主要還是從隔離腔的設計入手,因為沒有隔離腔,即便改善的對流換熱系數,也只是同時降低了正反面的溫度,但溫差卻很難降低。我的想法,第一增加隔離腔,第二增加隔離板,在增加正反面間熱阻的情況下,同時隔離正面熱通量對背面冷卻介質的影響。



點評

以上的問題,可以按照1樓的我提供的方法,使用ansys進行模擬分析,這類隔熱屏我們算過比較多,這種結構相對比較容易實現您雙面高溫差的需求,亞臨界、超臨界爐水泵及核島的一部分主泵都是采用這個思路。  發表于 2014-4-24 22:28
對于隔熱板的選擇,有兩大類,一種是幾種熱傳導性能比較差的材料復合在一起;還有一種就是高分子水凝膠,通過化學鍵組成一個網狀的結構,當它從固態變成液態時就大量吸熱,對熱輻射、熱對流有很高的隔離效果。  發表于 2014-4-24 22:22
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18#
發表于 2014-4-25 08:34:30 | 只看該作者
已收到大俠的郵件,我這邊是自學ansys的熱分析,然后是邊學傳熱學、邊學ansys的,但我發現ansys的教材,只教你怎么操作,不告訴你為什么這么做和對結果的判斷、分析,而傳熱學等教材又太偏理論了或都是簡化模型,大俠有沒有理論、實際結合比較緊密的教材或資料推薦一些呢?
謝謝!

點評

熱輻射確實很容易忽視,謝謝了  發表于 2014-4-28 08:22
簡化模型與試驗修正這個很少有書同時講,這個純靠仿真是不行的,要不斷積累流體分布及有效換熱系數,尤其熱輻射的反射與傳導是比較容易忽視的,從做簡單的產品一部分入手,校準好發熱源和流體流速及對流系數。  發表于 2014-4-25 20:57
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19#
發表于 2014-4-25 08:59:17 | 只看該作者
偉光 發表于 2014-4-24 22:13
鐵餅比較薄,正反面的空氣間熱通量沒有有效隔離,其次鐵餅中間若增加隔熱槽可以增加本身熱阻,鐵餅干 ...

佩服!
實際我們就是這么做的,在鐵餅厚度上開槽,在夾具上做棱,嵌上。

整體:


裝上試塊后看背面(隔板材料不好,都燒變形了):


裝上試塊后看正面:


背部看(小蛋黃):


我們準備在試塊正面噴上一層陶瓷,大約0.3mm。到時溫差若還下不來,就準備在背面吹冷氣試一試。

請大俠給些建議。


點評

醬紫。這么薄的板,如果不減小兩個面之間的熱阻,很難增加穩態時的溫差,如果加入水冷應該是可以做到的,就是在厚度方向建立一個熱阻小的通路,把熱通量導走,這樣正反面的溫差就容易加大了。  發表于 2014-4-26 18:51
發動機渦輪葉片涂層的熱疲勞試驗。正反面溫差一定要達到500℃。另外,哥們,我追求的正面溫度升高,背面溫度降低…… 背部不能有東西接觸。  發表于 2014-4-26 07:57
發動機渦輪葉片涂層的熱疲勞試驗。正反面溫差一定要達到500℃。  發表于 2014-4-26 07:55
再作個小散熱片用工裝與試塊背面緊密接觸,然后用冷卻的強迫風吹散熱片,從側面吹不要對著試塊。請問大俠追求正反面的溫差想作什么,請講解下,你這個裝置是要驗證什么那。  發表于 2014-4-25 20:49
在試塊內部熱阻不變的情況下正反面溫差基本不變,正反面一同降低了,兩個板環隔板的熱輻射和傳導也很明顯,因為試塊太薄。是否可以把兩個半環板噴上隔離,試塊厚度方向加工寬2深隔熱溝,溝里噴入隔熱涂料  發表于 2014-4-25 20:43
陶瓷隔熱涂料的導熱系數一般可達到0.05W/m.K以內,相比低碳鋼18W/m.K左右對熱輻射和熱傳導有很好隔離效果,其表面有達到90%熱反射率,所以涂料導熱性能基本是低碳鋼的百分之一。涂上50道,試塊正面溫度會降低  發表于 2014-4-25 20:34
都是大俠啊  發表于 2014-4-25 15:12
是不是在玩傳說中的冰火啊?  發表于 2014-4-25 09:15
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20#
發表于 2014-4-25 09:04:27 | 只看該作者
呵呵,感覺很有才,謝謝樓主分享。不過目前我看不懂。
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