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壳体稳态热分析算例

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:则中间层油液的雷诺数为泵壳体稳态热分析温度载荷设置和仿真结果如图10.12和图10.13所示。泵壳体表面温度并不均匀,存在温度差,但差值不大。当环境温度依次设置为0℃、10℃、20℃、30℃和40℃时,计算结果见表10.2。本模型中假设壳体油液静止,且作为热交换充分的稳态传热,导致计算结果有一定误差,但是可以看出大致的壳体温度场分布状态及变化趋势。

设壳体材料为灰铸铁,密度为7 200 kg/m3;定压比热容为460 J/(kg·K);导热系数为80 W/(m·K);壳体同油液的强迫对流换热系数为516 W/(m2·K),壳体同空气的自由对流换热系数为10 W/(m2·K)。

壳体同油液的对流换热系数计算如下:假设泵的转速为1 500 r/min,取缸体外径为120 mm,则可计算出缸体侧面流体流速,由于壳体不动,以壳体和缸体之间的中间层油液速度为壳体内的油液流速。则中间层油液的雷诺数为

普朗特系数为

则强迫对流的努塞特系数为

故壳体与壳内油液的对流换热系数为

泵壳体稳态热分析温度载荷设置和仿真结果如图10.12和图10.13所示。泵壳体表面温度并不均匀,存在温度差,但差值不大。

图10.12 温度载荷设置

图10.13 泵壳体温度分布云图

当环境温度依次设置为0℃、10℃、20℃、30℃和40℃时,计算结果见表10.2。环境温度越低泵壳体温度也越低,且壳体温度差越大。

表10.2 不同环境温度下的壳体温度(℃)

本模型中假设壳体油液静止,且作为热交换充分的稳态传热,导致计算结果有一定误差,但是可以看出大致的壳体温度场分布状态及变化趋势。

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