平地机冷却系统一维仿真分析与优化

【摘要】随着国家城市化脚步的加快和国家建设的大力发展，平地机作为一种重要的工程机械，其需求量越来越大，应用也越来越广泛。为了满足人们的需求和各项法规，机舱热管理越来越被重视。平地机工作的环境一般都比较恶劣，加上在狭小机舱内布置了多种热源和散热器，很容易引起机舱散热不足。本文针对该平地机在低速大负荷工况工作时出现散热能力不足的现象，从舱内的空气流动和冷却包的换热着手，利用GT-SUITE软件分析了舱内各处空气的速度场，压力场，温度场以及空气流量的大小，并且分析了机舱的结构和散热器的布置对冷却包散热的影响。首先，根据企业得到的三维Pro/E模型，对其进行简化，对于本文需要重点研究的区域——冷却包不做简化，按照冷却包本身的形状进行计算，而对于发动机，排气系统以及油箱等按照其大致的轮廓进行简化，将其简化成一个简单的机体，对于车轮和底盘，由于其对机舱内空气的流动和散热几乎没有影响，因此不做考虑，对于机舱底部，由于其布置了各种部件，因此将油箱到发动机这段区域的机舱底部看作是封闭的，而对于冷却包附近，需要按照其真实的结构进行建模，不做简化。在Pro/E模型设立坐标系，将机舱中需要用到的各个零部件的坐标全部测量出来。根据在Pro/E模型中得到的坐标值，在COOL3D软件中搭建出了机舱空气侧的准三维模型。随后将搭建的机舱空气侧的准三维模型进行离散，生成机舱空气侧的一维模型。将机舱空气侧的一维模型输入到SubAssemblyExternal模块中，然后将液侧模块与SubAssemblyExternal模块连在一起即可生成本文需要的机舱空气侧的一维模型。然后，根据搭建好的模型，设置好边界条件进行计算。分析了舱内速度场，压力场，温度场和空气流量的大小，尤其是冷却包。根据分析的结果，提出了四种改进的方案：一是研究在额定功率时，风扇转速增加是否能够增加冷却包的散热量；二是优化机舱的进气格栅的位置和大小，增加冷却空气的流量；三是改进冷却包各个散热器和冷凝器的布置方式，使机舱的散热量达到最优；四是对散热器进行匹配优化。最后，对提出的改进方案进行模拟。通过改变进气格栅位置，在风扇附近增加进气格栅，增加隔板，改变变速箱油冷却器和冷凝器的位置以及对水箱散热器进行了匹配优化之后，空对空中冷器，水箱散热器和变速箱油冷却器热侧流体的散热量分别为29.60kW，121.85kW和23.12kW，能够满足冷却的需求。
【作者】曹志浩；
【导师】高莹；
【作者基本信息】吉林大学，动力机械及工程，2014，硕士
【关键词】平地机；机舱热管理；冷却包；GT-SUITE；

【参考文献】
[1]周科竞.股市三假最害人(上)[N].北京商报,2011-03-14006.
[2]李娜.房地产上市公司融资风险评价研究[D].石家庄经济学院,企业管理,2014,硕士.
[3]洪倩茹.基于投入产出模型的区域间经济发展互动关系研究[D].浙江工商大学,统计学,2013,硕士.
[4]王菁.二十世纪早期同人杂志中人权话语的传播与流变[D].上海外国语大学,传播学,2012,硕士.
[5]胡洁.论表见代理制度[D].华东政法学院,法律,2003,硕士.
[6]向龙.特克斯县苹果产业化发展研究[D].新疆农业大学,农村与区域发展（专业学位）,2012,硕士.
[7]王立进.厦漳泉区域旅游合作研究[D].华侨大学,人文地理学,2013,硕士.
[8]程小苑.社区卫生服务中心公共卫生服务供给与城市化进程联动发展研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2012,硕士.
[9]闵平秋.石油化工设备的某些腐蚀问题[J].石油化工设备.1988(01)
[10]陈伟娜,卫潇洒,赵松涛.建筑工程绿色施工评价指标体系的构建[J].商,2014,12:21-22.
[11]杨天舒.分层教学法在高职院校武术选修课中的应用研究[D].湖南科技大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[12]王喆,张进之.热轧张力观测器模型的研究与构建[J].冶金自动化,2005,03:29-32.
[13]呼文韬.太阳能飞行器太阳能能源系统的设计与实现[D].天津大学,控制工程,2013,硕士.
[14]郑瑞斌,张晓军.莱钢工会管理信息系统[J].冶金自动化,2002,01:71.
[15]韩立新,陈贵海,谢立.一个面向Internet的个性化信息检索系统模型[J].电子学报,2002,02:240-244.
[16]王伟.过敏性紫癜患者血清IL-10、IL-26水平的变化及其意义[D].河北医科大学,皮肤病与性病学,2014,硕士.
[17]颜萌.论规避执行的反制[D].苏州大学,诉讼法学,2013,硕士.
[18]董雪.吉林省黑土区村庄表土剥离技术集成方案[D].吉林农业大学,农业资源利用,2012,硕士.
[19]刘永梅.纳米Fe~0复合螯合吸附剂的制备及其性能研究[D].西安科技大学,环境工程,2013,硕士.
[20]樊世英1,2,3,孙军勇1,2,3,谢广发3,4,陆健1,2,3,5*.澄清剂对黄酒混浊蛋白去除效果的研究[J].食品工业科技.
[21]刘晓东.大鼠结核性胸膜炎模型和病理的研究[D].天津医科大学,内科学,2007,硕士.
[22]马玉姣.徽州区潜口镇唐模村三代嫁妆变迁研究[D].华东师范大学,民俗学,2013,硕士.
[23]洪声忠.水钢高炉降料面用风量判断料面行程的实践[J].炼铁.1998(01)
[24]尤红磊.几种常用天然食品胶对山药混汁稳定性的影响[D].河南农业大学,食品加工与安全（专业学位）,2012,硕士.
[25]蔡希亮,申祥源,郑朝栋.微处理机构成的DDC直流调速系统[J].冶金自动化,1980,04:28-34.
[26]朱玲湘.Meta分析中发表偏倚的校正方法研究[D].南方医科大学,流行病与卫生统计学,2014,博士.
[27]马明.冠心病合并糖代谢异常患者冠脉病变特点的分析[D].延安大学,内科学,2014,硕士.
[28]郑雪峰.我国国债期货基本功能研究[D].华侨大学,金融学,2013,硕士.
[29]张月琴.高中思想政治课课堂互动研究[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[30]贾晓清.发展中国家童工问题研究[D].武汉科技大学,社会保障,2012,硕士.
[31]高冲.赵鼎臣诗歌研究[D].安徽大学,中国古代文学,2014,硕士.
[32]曹鹏.套管稳定性与螺纹连接强度的计算分析与实验研究[D].华中科技大学,固体力学,2013,硕士.
[33]李保茵.基于能值—生态足迹整合模型的河南省耕地利用可持续性研究[D].山西师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[34]王成梓,王仲华,许英方.中俄额尔古纳河和黑龙江河段规划工作回顾[J].东北水利水电.1997(Z1)
[35]王国富.乌江白涛河段复杂滩群碍航机理及整治技术研究[D].重庆交通大学,港口、海岸及近海工程,2012,硕士.
[36]李国红.石油企业安全管理与经济分析[D].大连理工大学,工商管理,2003,硕士.
[37]葛文汉.15074例住院创伤患者流行病学特征分析[D].广西医科大学,急诊医学（专业学位）,2013,硕士.
[38]龚关.现代物流产业化机理及其在大型煤炭企业中的应用[D].辽宁工程技术大学,矿业工程,2004,硕士.
[39]李文清.樟树叶多酚复合抗氧化剂的配制及在饲料工业中的应用[D].中南林业科技大学,农产品加工及贮藏工程,2013,硕士.
[40]高小泽.Rho激酶抑制剂在冠脉无复流中的临床疗效观察[D].延安大学,内科学,2014,硕士.
[41]李银.三维介质结构的积分方法研究及应用[D].电子科技大学,电磁场与微波技术,2012,硕士.
[42]杨卫明.五四时期工读互助团的教育探索简论[D].福建师范大学,教育史,2004,硕士.
[43]赵书杰.复合绝缘子伞裙老化评估的核磁共振分析方法及传感器研究[D].重庆大学,电气工程,2014,硕士.
[44]陈益民.考虑风电随机性的电力系统无功优化配置研究[D].华中科技大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[45]王定川.螺旋碳纳米管的制备[D].西南交通大学,2013.
[46]于永玲,史瑞芬.数据仓库在决策支持系统中的应用[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2001,03:78-80.
[47]胡进宇.血管深低温保存的实验研究[D].江西医学院,烧伤外科,2003,硕士.
[48]阮文善.汉语被动范畴的重新认识与比较研究[D].华东师范大学,汉语言文字学,2004,硕士.
[49]王哲.湖南大学招生信息管理系统的设计与实现[D].湖南大学,软件工程,2011,硕士.
[50]高苗,杨金广,刘旭,刘伟,孙航军,申莉莉,钱玉梅,杨清林,余广宏,李锡宏,王凤龙.一株裂解性青枯雷尔氏菌噬菌体的分离及生物学特性分析[J].中国农业科学,2015,07:1330-1338.