نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• جلیل فریدونی ¹
• محمود عدمی ²
• عباس محمدیان ³

¹ استادیار

² دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

³ مجتمع مکانیک دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

چکیده

این پژوهش به تحلیل و بررسی عملکرد حرارتی سیستم خنک‌کننده یک پمپ موتور محصور می‌پردازد. با توجه به محدودیت‌های دمایی تعیین ‌شده در استاندارد IEC برای عایق سیم‌پیچ، که تجاوز از آن موجب تخریب عایق و اختلال در عملکرد موتور می‌شود، نقش حیاتی سیستم خنک‌کننده بیش از پیش آشکار می‌گردد. در این میان، واترجکت به عنوان جزء اصلی سیستم خنک‌کننده، دو عملکرد اساسی بر عهده دارد: خنک‌کاری پوسته موتور و خنک‌سازی جریان سیال عبوری از داخل موتور. به منظور کاهش پیچیدگی محاسبات، پوسته موتور با در نظر گرفتن شرایط مرزی حرارتی مناسب مدل‌سازی شده و اثر واترجکت در دبی‌های kg/s5/0 و 3/0 و 1/0 و جریان کویل در دبی‌های kg/s 15/0 و 1/0 و 05/0با قطرهای مختلف مورد تحلیل قرار گرفته است. حرارت تولیدشده در اجزای مختلف موتور به صورت شار حرارتی بر سطح داخلی پوسته اعمال گردیده است. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش دبی واترجکت، مقادیر دمای پوسته و دمای سیال خروجی کویل روند کاهشی مشخصی دارند. در مقابل، افزایش دبی کویل موجب افزایش دمای خروجی کویل می‌شود. همچنین استفاده از مخلوط آب و ضدیخ در مقایسه با آب خالص، منجر به افزایش دمای پوسته می‌گردد. کمترین دمای پوسته در شرایط دبی کویل kg/s 05/0 و دبی واترجکت kg/s5/0 حاصل شده است. از جنبه هیدرودینامیکی، مقادیر افت فشار با افزایش دبی واترجکت، روند صعودی نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

• پمپ موتور محصور
• واترجکت
• تحلیل حرارتی
• حل عددی بروش CFD

عنوان مقاله [English]

Numerical Analysis of the Waterjacket Parameters' Effect on the Cooling of a Canned Motor Pump

نویسندگان [English]

• Jalil Fereidooni ¹
• mahmoud adami ²
• abbas mohammadian ³

¹ دانشگاه صنعتی مالک اشتر

² Malek-e Ashtar, Isfahan, Iran

³ Department of Mechanical Engineering, University of Malek-e Ashtar, Isfahan, Iran

چکیده [English]

This study focuses on the thermal analysis of the cooling system for a specific type of enclosed motor pump. According to the IEC standard, the winding insulation has a specific temperature tolerance; exceeding this limit can damage the insulation and impair motor function. A crucial component of the motor's cooling system is the waterjacket, which serves two purposes: cooling the motor housing and cooling the flow passing through the motor interior. Reducing the motor housing temperature ultimately lowers the winding temperature. To simplify calculations, a thermal analysis of the enclosed motor housing was performed, considering temperature and thermal boundary conditions. The effect of the waterjacket at various flow rates 0.1, 0.3, and 0.5 kg/s and the coil flow at flow rates of 0.05, 0.1, and 0.15 kg/s, along with different diameters, were investigated to determine temperature and pressure drop. The heat generated in different motor components was applied as a heat flux on the inner surface of the motor housing. The results show that increasing the waterjacket flow rate consistently reduces the housing temperature and the coil outlet fluid temperature. Conversely, increasing the coil flow rate increases the coil outlet temperature. Using a water-antifreeze mixture compared to pure water slightly increases the minimum housing temperature. The minimum housing temperature consistently occurs at a coil flow rate of 0.05 kg/s and a waterjacket flow rate of 0.5 kg/s. The pressure drop always increases with increasing waterjaket flow rate

کلیدواژه‌ها [English]

• Canned pump
• Waterjacket
• Thermal analysis
• CFD