消防车夹心取力器冷却装置原理

在消防车大负荷进行长时间停车工作时,取力器的温度**上升,输出轴轴承的温度容易**过了地区规定标准温度的上限值,影响了消防车的消防作业。本文即是针对取力器出现的这种问题对现有的消防车设计一种附加的取力器冷却装置,目的在于解决取力器由于温度过高而停止工作的状况。 **建立了取力器的三维几何模型,对其进行了必要的简化后建立了网格模型,计算了齿轮表面和轴承内外环的热流密度值,在取力器箱体内表面和外表面上分别计算了对应的对流换热系数,对取力器箱体进行了有限元稳态热分析,得到箱体的稳态温度场分布情况,结果表明在消防车全负荷连续4个小时工作后,取力器的温度范围在345K到382K之间,取力器箱体表面的温度变化不大,而输出轴的温度达到108.7℃,**出了地区规定的取力器的输出轴轴承温度不**过100℃的标准。 在综合考虑消防车的空间参数基础上,**换热效果好,投资成本和运行费用低,本文选用了普通的单弓形管壳式换热器作为取力器润滑油换热装置。建立换热器的三维几何模型和网格模型,运用标准K-ε模型、标准壁面函数法,利用FLUENT软件**模拟了普通的6块折流板换热器壳侧流体的对流与换热过程。 本文分别对比了四种不同的折流板间距和四种不同的折流板切除高度,四种折流板间距分别是250mm、200mm、85.6mm和68.2mm,四种折流板切除高度分别是75%D、65%D、50%D和25%D,通过比较分析它们的温度场、压力场和速度场,对比它们对壳程流动的影响,研究表明当折流板的间距减小时,壳侧流体的湍流强度增加,换热器的换热性能加强,壳侧流体的回流现象也相应的减少,但是壳侧压降逐渐增大,并且随着间距的减小呈现加大趋势；当折流板切除高度减小时,壳侧流体的湍流强度增加,换热器的换热性能加强,壳侧流体的回流现象也相应的减少,但是壳侧压降逐渐增大,并且随着切除高度的减小呈现加大趋势；对比发现当换热器折流板的间距较小时,折流板切除高度可以适当增加,折流板间距较大时可以减小折流板切除高度值,这样既可以**换热器的换热性能,也可以适当降低壳程压降。 最后对取力器冷却装置整体进行了模拟研究,结果显示装有冷却装置的取力器在工作后高速级齿轮及轴承温度下降了20K左右,温度值下降到地区相关规定范围内