制動(dòng)電阻散熱特性及其瞬態(tài)溫度響應(yīng)仿真模型研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的飛速發(fā)展，高速機(jī)車(chē)在各大城市越來(lái)越普遍；高速機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)頻繁的加速減速，要求機(jī)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)有良好的制動(dòng)效果和穩(wěn)定性；目前大多數(shù)高速機(jī)車(chē)采用電阻制動(dòng)。為了防止電阻片由于溫度的升高而變形甚至損壞，必須準(zhǔn)確地對(duì)電阻片瞬態(tài)溫度進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和監(jiān)控，從而保證機(jī)車(chē)安全可靠的運(yùn)行。本文通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算分析電阻片的散熱特性，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出整個(gè)電阻器瞬態(tài)溫度響應(yīng)仿真軟件，為制動(dòng)電阻熱設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
　　本文對(duì)制動(dòng)電

2、阻表面?zhèn)鳠徇^(guò)程進(jìn)行了分析，建立了二維穩(wěn)態(tài)模型，對(duì)湍流進(jìn)口段采用了采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值模擬計(jì)算，計(jì)算區(qū)域離散采用四邊形網(wǎng)格劃分，壁面處湍流采用加強(qiáng)壁面函數(shù)法進(jìn)行處理；從而得到了不同工況條件下的對(duì)流換熱系數(shù)，并擬合得到了相應(yīng)的換熱關(guān)聯(lián)式。數(shù)值分析結(jié)果與入口速度充分發(fā)展的熱進(jìn)口段問(wèn)題分析解進(jìn)行了對(duì)比分析，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，驗(yàn)證本文的數(shù)值計(jì)算結(jié)果是正確合理的。
　　然后基于集總參數(shù)系統(tǒng)方法建立了的制動(dòng)電阻瞬態(tài)溫度變化

3、模型，并研制了相應(yīng)的仿真計(jì)算程序，針對(duì)南京地鐵制動(dòng)電阻運(yùn)行工況下電阻瞬態(tài)溫度變化進(jìn)行了仿真。仿真計(jì)算得到的電阻器最高瞬態(tài)溫度與實(shí)測(cè)結(jié)果十分接近，表明本文建立的仿真模型可用于預(yù)測(cè)制動(dòng)電阻瞬態(tài)溫度變化過(guò)程。
　　最后，針對(duì)電阻片內(nèi)風(fēng)速不均勻性，建立了整個(gè)電阻片的三維模型，采用控制容積有限元法進(jìn)行求解，控制方程的對(duì)流項(xiàng)采用二階上風(fēng)格式進(jìn)行離散，擴(kuò)散項(xiàng)采用線(xiàn)性插值多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算；速度和壓力偶合采用SIMPLE算法處理。通過(guò)流場(chǎng)數(shù)值模擬得到