Determination of coefficients of thermal convection in a highspeed electrical machine

Thumbnail Image

Files

urn100070.pdf (1.73 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2009

Department

Major/Subject

Sähkömekaniikka

Mcode

S-17

Degree programme

Language

en

Pages

11 + 45

Series

Abstract

Tässä työssä määritetään lämmönsiirtokertoimet suurnopeuskoneelle. Kone on jaettu eri osiin ja lämmönsiirtokerroin jokaiselle osalle määritetään. Lämmönsiirtokerroin lasketaan analyyttisesti kaavoilla ja numeerisesti tietokoneohjelman avulla. Analyyttiset kaavat antavat yksinkertaiset yhtälöt lämmönsiirtokertoimen laskentaan ja ne antavat vain yhden arvon jokaiselle osalle. Tietokoneohjelma käyttää laskentaan laskennallista virtaustekniikkaa. Ohjelma luo elementtiverkon koneen kaksiulotteisesta aksiaalimallista. Tämän jälkeen lämpötila-, nopeus- ja painekenttä voidaan ratkaista numereerisesti. Ohjelman avulla saadaan laskettua jokaisen osan sisäänmenoja ulostuloarvo lämmönsiirtokertoimelle. Työn ajatuksena on vertailla laskettuja lämmönsiirtokertoimia simuloituihin lämmönsiirtokertoimiin. Tuloksia on vertailtu ja niistä on tehty johtopäätökset.

Heat-transfer coefficients for a high-speed electrical machine are calculated in this work. The machine is divided in different subregions and the average heat-transfer coefficient for every region is calculated. The heat-transfer coefficients are calculated analytically and numerically with a computer program. The analytical approach provides simple equations for calculating the heat-transfer coefficients. The analytical equations provide only the average value for the heat-transfer coefficients. A computer program uses computational fluid dynamics for the numerical calculation. The program creates a finite element mesh from the 2-D model of the machine. After that, the temperature field, the velocity field and the pressure field are solved numerically. With the program, the inlet and the outlet values of the local heat-transfer coefficients are calculated. The idea of the thesis is to compare the analytically calculated heat-transfer coefficients to the numerically calculated heat-transfer coefficients. Results are compared to each other and conclusions are made.

Description

Supervisor

Arkkio, Antero

Thesis advisor

Kolondzovski, Zlatko

Keywords

convection, heat transfer, high-speed machine, computational fluid dynamics, konvektio, lämmönsiirto, suurnopeuskone, laskennallinen virtaustekniikka

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203071336

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC