自动调角冷却风机内流动机理数值模拟研究

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郝志勇，张凤嘉，刘伟.自动调角冷却风机内流动机理数值模拟研究[J.东北农业大学学报，2013，44(5)：115-119。

Hao Zhiyong。Zhang Fenia，Liu Wei.Study OR flowing mechanism of automatic adjusting angle cooling fan[J].Journal ofNoheast Agricultural University，201 3，44(5)：1 1 5-1 1 9.(in Chinese with English abstract)Study on flowing mechanism of automatic adjusting angle cooling fan/HAO Zhiyong，ZHANG Fengjia，LIU Wei(School of Mechanical Engineering，Liaoning TechnicalUniversity，Fuxin Liaoning 1 23000，China)Abstract：The engine cooling performance depends mainly on the performance of engine cooling fan，the flowing mechanism of engine cooling fan in agncultural machinery research is one of the hot issues。

Through establishing three-dimensional of new co oling fan in the best instalation angle，using FLUENTsoftware numericaly simulating the internal flow field of the fan，the simulation geting the static pressuredistribution cloud charl of impeler and the air flow charI of the fan operation flow field.and the air kineticparameters in flow field of fan.The simulation results show that the aerodynamic performance of the fanimpeler can meet the design requirements of the cooling fan。

Key words：cooling fan；automatic adjust angle；fan impeler；aerodynamic performance发动机的散热性能主要撒于发动机冷却风机的性能，冷却风机的性能主要撒于风机的风量，改变冷却风机的供风量就可以实现对发动机工作温度的控制。目前国内外农业机械发动机主要是通过改变冷却风机叶轮转速的方式改变风机风量，而且大部分农业机械发动机的冷却风机多为发动机输出轴直接驱动冷却风机，这种方式最简单，中间能源消耗最校但由于没有速度调节机构，风机转速与发动机定比传动，在启动过程、寒冷天气及高速中、小负荷工作时，冷却能力严重过剩，形成过冷现象。

本文提出的方法是采用发动机冷却水温度控制发动机冷却风机，同时改变叶片安装角度以改变冷却风机的风量，实现对发动机工作温度的合理控制，使发动机工作在最佳温度范围内。通过发动机冷却水的温度控制热驱动装置控制发动机收稿日期：2011.11-24基金项目：辽高等学校博士学科研项 目(201002127)作者简介：郝志勇(1979')，男，讲师，博士，研究方向为机械结构强度分析和机械优化设计等。E-mail：chinarenl314###126.(3011第5期 郝志勇等：自动调角冷却风机内流动机理数值模拟研究图9中控制台7的作用为控制电机6的转速，实验数据记录等；三相电机6驱动风扇按要求转动；转速传感器5反馈转速信息确保风扇的正确工作。设置与Fluent仿真实验相同工作参数，即保证三相电机的转速为2 950 r·min～，自动调角风机分别调整为45。、55。和6O。三个角度进行实验-机试验并获得实验数据，经过计算推导即可获得每个角度时风机流厨口参数。

1-动压力传感器；2-风筒；3-静压力传感器；4-自动调角风机；5-转速传感器；6-三相电机；7-控制台1-Dynamic pressure sensors；2-Hair dryer；3-Static pres-sure sensor；4-Automatic adjusting angle cooling fan；5-Speed sensor；6-Three-phase machine；7-Control panel图9 风机流场试验台Fig.9 Fanflowfieldtest rig当风筒进气管截面积为A(m2)，流量系数 即考虑风筒形状及表面粗糙度的影响时，风扇进口流量近似为：QAg(2 po. P (3)式中：p-风扇进口质量流量，kg·S～；P。-环境大气密度，kg-m-；A-风筒进气管截面积 ，AO.19625 ；- 流量系数， 0.98；IP l-进口静压力绝对值，IP l9.94 Pa。

按国家标准进气状态(GB1236-85)空气温度TA293K，空气压力 P0101300 N·m- ，相对湿度50%，空气密度P11.2 kg·m-，空气密度随压力的变化关系按下式计算：Po1.Z(Z93/TA)(po/lO1300) m3.h (4)仿真流厨口参数统计如表2所示，实验获得进口参数统计如表3所示∩以发现实验获得数据的数值误差很小，则认为Fluent仿真实验可靠。实际上气流由风筒进口端到风扇进口处，要经历-个压力降低的温度膨胀过程，则空气密度是逐渐减少的，并不是定值，同时，风筒形状以及表面粗糙、传感器位置误差、风机驱动机构对流场的阻碍作用等都对进口质量流量存在影响，在实验中，这些因素忽略和仿真是的简化是导致数据差异的主要原因。

通过表2和表3中的质量流量变化趋势来看，在55。附近质量流量最大，说明此时风机提供的风量最大，冷却效果最好，适合应用于低转速、大功率工作时发动机的散热。45。和60。时的流量都相对较低，适用于在转速高但工作功率不高时使用，因为此时需要散热量小，使用55。安装角不仅仅散热过多造成发动机过冷，同时会造成不必要的功率浪费。

表2 仿真流厨口参数Table 2 Parameters sheet of flow field inlet表3 实验流厨口参数Table 3 Experiment parameters sheet of flow 丘eId inlet6 结 论设计农业机械自动调角冷却风机，运用Pro/e软件建立三维风机模型，导人到Fluent软件，模拟出安装角55o时的冷却风机内部流场，通过fluent对最佳叶片安装角风机进行全流场仿真，计算出流场内的各项气流参数，反映出风机的空气动力性能，仿真出风机流场内空气流线图和叶轮上的第44卷 第5期2013年5月东 北 农 业 大 学 学 报Journal of Northeast Agricultural University44(5)：120-125May 2013网络出版时间2013-5-29 16：51：08哈尔[URL]htp：//kcms/detail/23.1391.S.20130529.1651.017.html滨建成区土壤养分变异及相关分析张久明 ，迟凤琴 ，宿庆瑞 ，匡恩俊 ，金 梁(1.沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁 沈阳 110161；2.黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所，黑龙江省土壤环境与植物营养重点实验室，哈尔滨 150086)摘 要：分析哈尔滨建成区土壤有机质f，pH变异性与各养分值间相关性，利用GIS软件绘制样点分布图，采用SPSS 12软件包进行描述性分析和相关分析♂果表明哈尔滨建成区整体土壤表现为弱碱性，从利用方式上表现出由草地-林地-路边pH呈上升趋势〃成区pH变异均小于10%，表现为弱变异性，其他养分除呼兰区速效磷变异达103.97%为强变异外，其他养分变异均在10%-100%为中等变异〃成区有机质含量范围为15.4-73.3 g·kg～，平均值为45.6 g·kg～，变异幅度为21.23%～69.56%。有机质和全氮、速效钾呈极显著正相关，有机质和全钾、pH呈负相关性但不显著〃成区土壤碱解氮含量较为适中，有效磷、速效钾含量较高。

关键词：城市土壤；城市建成区；变异分析中图分类号：S154.37 文献标志码：A 文章编号：1o05-9369(2013)05-0120-06张久明，迟凤琴，宿庆瑞。等.哈尔滨建成区土壤养分变异及相关分析[J.东北农业大学学报，2013，44(5)：120-125。

Zhang Jiuming，Chi Fengqin，Su Qingrui，et a1.Analysis of vadabliof soil nutrients and correlation on built-up area of Harbin[J.Journal of NoheastAgricultural University，2013，44(5)：120-1250.(in Chinese with English abstract)Analysis of variablity of soil nutrients and correlation on built--up areaof Harbin/zHANG Jiuming”，CHI Fengqin ，SU Qingrui ，KUANG Enjun ，JIN Liang (1.School ofLand and Environment，Shenyang Agricultural University，Shenyang 1 1 01 61 China；2.Soil and Fertilizerand Environmental Resources Institute，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Laboratory ofSoil Environment and Plant Nutntion，Heilongjiang Province，Harbin 1 50086，China)收稿日期：2012-03-06基金项目：中国与联合国开发计划署绿色发展项目(CPR/06/209-07)；哈尔滨科技创新人才基金项 目(2011RFQYN064)；2011年黑龙江省农业科学院科技创新工程项 目作者简介：张久明(1980-)，男，助理研究员，硕士，研究方向为土壤肥力和3S应用。E-marl：m8049###163.com静压分布云图。同时研制自动调角冷却风机样机，设计试验装置进行验证实验，通过进口流场参数对比分析，不仅验证仿真结果可真实反映风机设计优良特性，同时验证最佳安装角的范围和角度调整能够降低能耗。