本申请涉及水泵的,尤其是涉及一种水泵电控板散热设计方法。
背景技术:
1、电子水泵电控板是控制和管理电子水泵运行的关键组件,其通过控制电子水泵的运行,以实现高效、节能的运行。在电子水泵运行过程中,电控板上的电子元器件在工作过程中会产生热量,如果温度过高,会导致性能下降、寿命缩短,甚至发生故障或损坏。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本申请的目的之一是提供一种水泵电控板散热设计方法,其具有能够减低电控板温度过高的概率的优点。
2、本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
3、一种水泵电控板散热设计方法,包括如下步骤,获压步骤:获取电子水泵在设计工况运行下的内部压强差;
4、获速步骤:通过内部压强差计算泵体内流经各水力部件的速度v;
5、获流步骤:设电子水泵在运行中,其电控板热功率保持在p不变,为使电子水泵在运行中,其温升达到改进要求,温升控制范围δt应为最小值δtmin,根据下式可得到泵体内部的过流量q,
6、
7、式中,p为热功率,量纲为w;为流体密度,量纲为kg/m3;q为泵体内部过流量,量纲为m3/s;cp为流体的比热容,量纲为j/kg;δt为温度的变化值,量纲为k;
8、通过保持热功率p不变,δt为最小值δtmin设计下,根据电子水泵所输送的流体介质确定密度和比热容cp,由上式可得到泵体内允许通过的最大过流量qmax;
9、数据调节:定义改进后的轴的内径rn和过水孔直径r1n,
10、根据下式可求得改进后的过流面积a,
11、
12、式中,q为泵体内部过流量,量纲为m3/s;a为泵体内有效过流面积,量纲为m2;v为泵体内流体流动速度,量纲为m/s;
13、设原有的有效过流面积为a’,则a-a’为轴与过水孔需增大的有效面积,根据需增大的有效面积,对rn和r1n进行改进;
14、检验:根据改进后rn和r1n,进行检验验证,通过计算改进后的有效过流面积a,得到有效过流量q,计算得到温升,若温升满足设计值,则设计步骤结束,若温升不满足设计值,则步骤转至数据调节步骤,直至温升满足设计值。
15、本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:在获压步骤中,设电子水泵在设计工况运行下,叶轮转速为n,水泵进口速度为v1,水泵出口速度为v2,由泵的欧拉方程可得到电子水泵可达水头为h,泵的欧拉方程定义式为:
16、
17、式中,h为电子水泵的水头,量纲为m;u2为叶轮出口圆周速度,u1为叶轮进口圆周速度,量纲为m/s;c2为叶轮出口绝对速度,c1为叶轮进口绝对速度,量纲为m/s;g为重力加速度值,量纲为m/s2,
18、由上式可得出电子泵可达水头h,设电子水泵运行过程叶轮进口压力为p1,叶轮出口压力为p2,其通过上水头h可得到电子水泵内部压强差,参见下式:
19、
20、式中,h为电子水泵的水头,量纲为m;p2为叶轮出口压强,量纲为pa;p1为叶轮进口压强,量纲为pa;g为重力加速度值,量纲为m/s2;为流体密度,量纲为kg/m3。
21、本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:在获速步骤中,设电子水泵的泵体中,当过流间隙≤1/2轴内径r,可视为其受局部水力损失主导,当过流间隙>1/2轴内径r,其受沿程水力损失主导,且受局部水力损失主导的局部损失系数为ζ,设受沿程水力损失主导的水力结构的叶轮、盖板后腔体、转子组件后腔体、轴孔隙,其有效水力长度分别为l1、l2、l,有效水力直径分别为r-r2、r-r1、r,且沿程损失系数为f,根据下式可计算出流经泵体内各水力部件的速度v,
22、
23、式中,p2为叶轮出口压强,量纲为pa;p1为叶轮进口压强,量纲为pa;ζ为局部损失系数,为无量纲;为流体密度,量纲为kg/m3;v为泵体内流体流动速度,量纲为m/s;f为沿程阻力系数,为无量纲;l为流体流经的有效水力长度,量纲为m;d为流体流经的有效水力内径,量纲为m。
24、本申请在一较佳示例中可以进一步配置为:在轴内径rn和过水孔直径r1n达到极限设计值时,在定子组件上加工若干导流槽,以增大过流面积a。
25、本申请具有以下优点,
26、通过计算增大轴系内径和后盖过水孔的直径以增大流经电控板散热腔的过流面积,保持散热功率稳定的同时,降低电控板温升,延长电控板的使用寿命。使电子水泵能够可靠、稳定、高效的运行。
1.一种水泵电控板散热设计方法,其特征在于:包括如下步骤,获压步骤:获取电子水泵在设计工况运行下的内部压强差;
2.根据权利要求1所述的一种水泵电控板散热设计方法,其特征在于:在获压步骤中,设电子水泵在设计工况运行下,叶轮转速为n,水泵进口速度为v1,水泵出口速度为v2,由泵的欧拉方程可得到电子水泵可达水头为h,泵的欧拉方程定义式为:
3.根据权利要求1所述的一种水泵电控板散热设计方法,其特征在于:在获速步骤中,设电子水泵的泵体中,当过流间隙≤1/2轴内径r,可视为其受局部水力损失主导,当过流间隙>1/2轴内径r,其受沿程水力损失主导,且受局部水力损失主导的局部损失系数为ζ,设受沿程水力损失主导的水力结构的叶轮、盖板后腔体、转子组件后腔体、轴孔隙,其有效水力长度分别为l1、l2、l,有效水力直径分别为r-r2、r-r1、r,且沿程损失系数为f,根据下式可计算出流经泵体内各水力部件的速度v,
4.根据权利要求1所述的一种水泵电控板散热设计方法,其特征在于:在轴内径rn和过水孔直径r1n达到极限设计值时,在定子组件上加工若干导流槽(1),以增大过流面积a。
5.根据权利要求1所述的一种水泵电控板散热设计方法,其特征在于:轴内径rn是原轴内孔的直径r的110%~112.5%。