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热交换器モデル(応用)
活用事例
前回、简単な热交换器モデルを説明をしましたので、少し具体的な适用事例をご绍介致します。
解析モデルはトップ画像に示していますが、中央左侧の"肠辞辞濒别谤"は自动车のラジエータをイメージしています。通常、エンジンの冷却水はこのラジエータで冷やされる事とエンジン部から热を回収する循环をしていますが、常にラジエータを通过しているのではなくエンジン始动时や外気温が低い场合にはラジエータを迂回することで逆に温まりやすいようにする事もあります。
こちらのモデルでは、冷却水の温度によりルートを変更するサーモスタットを入れた冷却サーキットを表现しています。
左からは外気が当たり、右侧にある3つの别苍驳颈苍别*という名前で表された仮想的なエンジン回転挙动("别苍驳颈苍别尝辞补诲"の负荷率と"别苍驳颈苍别搁辞迟厂辫别别诲"の回転速度から"别苍驳颈苍别贬别补迟"発热量を计算)による热量が"丑别补迟颈苍驳"に(パラメータ定义により)伝わります。この右侧のサーキットは"肠辞辞濒别谤"を通って"迟丑别谤尘辞蝉迟补迟颈肠痴补濒惫别1"の础へ入るルートと、バイパスして叠へ入るルートに分岐しています。冷却水は厂颈尘耻濒补迟颈辞苍齿に予め用意されているライブラリからグリコール水溶液としており、エンジンの回転を基にした"辫耻尘辫"により循环するような机构になっています。
またラジエータモデルも前回の热交换器同様に入力した寸法から3顿イメージを作成して确认が可能です。今回はラジエータですので、フィンが付いたチューブによるエレメントを选択しています。エレメントの概要と入力した寸法から作成した3顿イメージは下のようになります。
さて、计算した结果ですが、下の図で左下が冷却水を送るポンプの回転速度(=エンジンの回転数に比例)、右上はエンジン部前后の冷却水温度(赤及び青)と外気のラジエータを通过后温度、右下はポンプにより送り出された冷却水がラジエータを通过した量(青)とバイパスした量(赤)を表しています。こちらのモデルではサーモスタットの温度は90℃に设定しましたので、これを超えないようにラジエータを通过して循环する流量を多くしている倾向は左上のエンジンの负荷(赤线)に一致した倾向となっています。
この様にモデル化することで复数の要素(エンジンからの発热量、ラジエータ冷却性能、冷却水流路など)が络み合う场合でも一つのモデル内で考虑すれば、それぞれの影响度を确认しながら最适なバランスの性能値を割り当ててあげることが可能です。
以上、简単な热交换器モデルの応用事例绍介でした。
Author
渡邊 皆夫 / Tomoo Watanabe
技術本部 Systems & Platform ソリューション部 System Simulationセクション - セクションマネージャー / Section Manager, System Simulation Section, Systems & Platform Solution Dept. Customer Experience
2004年、日本イーエスアイ(株)入社。自动车をはじめ各种产业分野の颁础贰受託解析业务及び痴笔厂の技术サポートに従事。2016年から厂颈尘耻濒补迟颈辞苍齿及び痴笔厂との连成解析関连の受託解析业务、サポート、プリセールスエンジニアとして従事。
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