【正文】 此外，還要感謝黃盈光和澈力格爾給的幫助，當(dāng)然還要感謝四年來教過我的老師以及給我創(chuàng)造良好學(xué)習(xí)氛圍的學(xué)校，是你們大家讓我順利的做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)。我所擁有的是老師和學(xué)校給予的，其恩德猶如滔滔江水，源遠(yuǎn)流長，滋潤我生命中的每一 秒，我無以為報(bào)，只能盡心的運(yùn)用 老師教我的知識做好大學(xué)里的最后一課。 體會 本次設(shè)計(jì)花費(fèi)了約三個(gè)月時(shí)間，在此過程中，我會因?yàn)樽约旱狞c(diǎn)點(diǎn)成功而高興；也會為遇到的問題而煩惱。 ② 研究水管間距變化、翅片結(jié)構(gòu)尺寸改變等對散熱器散熱效率的影響規(guī)律。 ④ 設(shè)計(jì)所用材料方面存在缺陷，本設(shè)計(jì)中，為了備料簡單，所選材料單一，可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性對部分結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行調(diào)整。 ② 由于我的計(jì)算機(jī)語言編程能力有限，所以只用 MATLAB 軟件處理了部分結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，如果能 很好的運(yùn)用軟件，應(yīng)該處理所有數(shù)據(jù)，并生成圖表，會使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加合理緊湊。 ④ 設(shè)計(jì)圖中有詳細(xì)尺寸標(biāo)注，設(shè)計(jì)說明書中 詳細(xì)的闡述了設(shè)計(jì)思路，以及各零部件 具體的加工工藝，故本產(chǎn)品可直接用于加工。 ② 學(xué)習(xí)了 MATLAB 軟件， 運(yùn)用 C語言參考 MATLAB 語言，編寫了程序，通過反復(fù)修改運(yùn)行程序， 在 多次循環(huán) 成功對散熱器結(jié)構(gòu) 參數(shù) 進(jìn)行了優(yōu)化，其程序語言可用于同類設(shè)計(jì)參考；也為今后散熱器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了途徑。一切正常后就可運(yùn)行。 由于散熱器結(jié)構(gòu)簡單，作用單一，所以操作也很容易，只須將散熱器固定在 內(nèi)燃機(jī) 前端， 固定時(shí)，可使用其中四孔固定、六孔固定、八孔固定、十孔固定等，且務(wù)必使各孔所受剪切應(yīng)力盡量均勻；但最好用全部孔固定。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 運(yùn)行與操作 在運(yùn)行過程中，當(dāng)散熱管芯翅片倒伏率超過 10%時(shí)，應(yīng)將其 修復(fù) 以保證 散熱量， 或者替換后 將舊管芯保存，以備以后散熱 管漏水時(shí)，而手頭沒有新的散熱管芯是頂替使用。 特別注意，不能讓上下水室受較大作用力，更不能將進(jìn)出水管當(dāng)做手 柄搬運(yùn)散熱器。運(yùn)輸時(shí)需要在兩個(gè)散熱器間墊入 5mm 左右厚紙片或泡沫塑料，防止相互碰撞。 儲運(yùn) 散熱器水平放置，固定散熱器端靠近地面。 注水法 ：將出水管堵上，從進(jìn)水管注水，直到注滿，將散熱器豎立放置半小時(shí)無滴水 、滲漏 現(xiàn)象，認(rèn)為 產(chǎn)品 合格。 裝配 完畢后，對散熱器進(jìn)行密封性檢測，可用肥皂泡法和注水法，這兩種方法成本低，而且方便有效。 裝配 先 水室 ，后 框架 ，最后裝入散熱管芯 ，引風(fēng)板 。 所有表面均需打磨表面毛刺，所有邊角均圓 滑過渡。 制造 水室、主板和引風(fēng)板采用冷加工成型，側(cè)面擋板鑄造而成，散熱管擠壓成型，散熱帶用滾片機(jī)滾壓而成，散熱管和散熱帶采用錫釬焊焊接在一起。具體結(jié)構(gòu)見裝配圖 SRQ001。散熱器管芯 用 銅 C15710 作為原材料，引風(fēng)板用 碳素 鋼 Q235 制成，其余部件為了減輕散熱器自重全部使用鋁合金 3004。 上下水室密封墊圈用耐熱橡膠制成，具體結(jié)構(gòu)見 SRQ009,SRQ010。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 填充物可以利用 工業(yè)用紙，廢舊泡沫塑料等。 其他部件 除了上述零部件外，散熱器包括 引風(fēng)板、泡沫塑料填充物、 空氣閥 。 擋 風(fēng) 板 擋板位于散熱器兩側(cè)，主要防止冷卻空氣從散熱器兩側(cè)流出，降低散熱效率，此外 ，還有支撐固定散熱器作用。此外， 水室內(nèi)壓強(qiáng)較小所以 水室壁 不需太厚，能儲水即可，下水室厚度是上水室兩倍 ，這是因?yàn)橄滤以谝苿?dòng)裝配過程中容易與地面或其他硬物碰撞變形。 所有水管容積 00hnfV? (41) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 式中 ? ?250 mf ??? ， ? ?mh ? ， 1020 ?i ， 代入得 ? ?335 104 1 0 27 5 mV ?? ?????? 故水室容積 ? ?3330 mVV ?? ?????? 水室尺寸 在保證水管插口不被水室底面擋上的情況下，盡量使水室加工制造方便，外形美觀。 水室 水室的主要功能就是 向散熱管布 ， 設(shè)計(jì)水室大小需先估算水室容積。表面 無需進(jìn)行精加工，只須簡單處理即可。主板 用鋁合金 板 制成，主板厚 10mm，邊緣突起，用于嵌入石棉墊和水室底面，這樣做密封性好， 可以減少螺栓數(shù)目。本設(shè)計(jì)中共需 102根散熱管芯，具體結(jié)構(gòu) 見 零件 圖 SRQ002,SRQ005,SRQ006。 由直徑 13mm，壁厚 的銅管制成。 將數(shù)據(jù)代入上式得冷卻水的局部阻力損失為： ? ?PavP 8902 22 ?????? ??? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 第四章 散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 散熱器主要由散熱管芯、主板、上下水室和擋板組成，為了讓設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，散熱效率高，成本低廉，在設(shè)計(jì)過程中，通常會構(gòu)想幾種方案，通過對比，最后確定方案； 為此 ，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還要考慮產(chǎn)品的工藝 性，盡量使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸在滿足使用性能的情況下，制造方便，加工工序少，裝配維修方便。 所以水在散熱水管中流動(dòng)時(shí)的沿程阻力可用下式求得： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 22vdLfPf ??? (327) 式中 f —— 水流的沿程阻力系數(shù) ， ? ? 0 8 8 5 2 0 7 4ln7 5 .7 5 9 ][ 0 .7 5 7 l n R e 22 ???? ?f ； ? —— 冷卻水密 度，查附表四知 3/ mkg?? ； v —— 冷卻水流動(dòng)速度 ，和前面取相同值 smv /? ； L —— 散熱器芯部 厚 度 ，查附表一知 mmL 86? ； d —— 散熱管當(dāng)量直徑 ，和式（ 326）取相同值 mmd ? 。 把數(shù)據(jù)代入 (327)式得：? ? ? ? ?????? ????????? ?????????? 222p =(Pa) 水流阻力 冷卻水流過散熱器管道時(shí)， 會由于流體自身的粘性而阻礙流體運(yùn)動(dòng)，冷卻水克服因粘性產(chǎn)生的內(nèi)部切應(yīng)力以及管壁的摩擦阻力而會造成部分能量損失，能量損失的大小通常用壓力損失表示，壓力損失的大小可以由阻力系數(shù)反應(yīng)。 空氣流動(dòng)阻力 流體通過散熱器時(shí)，會受到摩擦阻力和壓差阻力，由于目前還沒有流體繞流管芯式散熱器方面的傳熱經(jīng)驗(yàn)公式，故引用 參考文獻(xiàn) 中依據(jù)實(shí)驗(yàn)得來的公式，管芯式散熱器中空氣流過散熱器芯部時(shí)的阻力系數(shù) 的準(zhǔn)則方程為： sa xf Re? （ 325） 在此次設(shè)計(jì)中，散熱管帶采用了三排錯(cuò)列布置，故 ???? sa xf 空氣流過散熱器芯部的壓力損失為 ? ? ? ?????????????????????? ???????2122110221 11212 ?????????emac kdLfkup (326) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 式中 σ —— 最小自由流通截面積與來流迎面面積之比； 最小自由流通面積 ? ?21 ms ? ，來流迎面面積? ?22 ms ? ， 21 ?? ss? ； kc—— 進(jìn)口壓力損失系數(shù) ,可由文獻(xiàn)查得； ke—— 出口壓力損失系數(shù) ,可由文獻(xiàn)查得； af —— 芯部 的摩擦阻力系數(shù)； u—— 管間流速； ? ?smu /16 ???； d0—— 水管的外徑，此處取水管的當(dāng)量直徑 ，mmDeDed ????? ；其中 1De 、 2De 可從附表一種查得。 流動(dòng)阻力計(jì)算 一切流體都具有黏性，黏性是流體的一種固有的物理屬性，在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，這種物理屬性就會顯現(xiàn)出來 。 計(jì)算 ? ? 1 ???? ?? ???? eef? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 傳熱系數(shù)表達(dá)式 假使按照剛出廠的管芯式散熱器處理，即按理想狀態(tài)處理，那么在設(shè)計(jì)中就可忽略散熱管兩側(cè)污垢的傳熱熱阻，就可將傳熱系數(shù)表達(dá)式寫為： ? ??? ????AAhAAAhAKfaw ?? 22121 （ 323） 式中 wh —— 水側(cè)對流換熱系數(shù)； ? ?)/( 2 kmwh w ?? ah —— 空氣側(cè)對流換熱系數(shù)； ? ?kmwha ?? 2/ 1A —— 單管水側(cè)傳熱面積， ? ? ? ?? ? ? ?231 mA ???????? ?? ； 2A —— 單管空氣側(cè)傳熱面積， ? ?22 mSA ?? ； ?A —— 單管空氣側(cè)光 滑 壁 面 部分 的 面積， ? ? ? ? ? ?243 mSSA ?????? ； ?A —— 單管空氣側(cè)翅片部分的面積， ? ? ? ? ? ?221 mSSA ?????? ； w? —— 水管壁導(dǎo)熱系數(shù)， 銅 C15710 的導(dǎo)熱系數(shù)，查參考文獻(xiàn)得? ?kmw ?? 2/398? ； ? —— 水管壁厚 ， 散熱管壁厚，由附表一查得 ?? ； f? —— 翅片效率； 由式（ 322）得 ?f? ； ? —— 根據(jù)散熱器水管數(shù)據(jù)確定， ? ?1AAmw ??? ??? ； 式中 1A? —— 單根水管壁扁平部分的面積， ? ? ? ?261 mA ??????? ?； mA —— 單根水管壁圓環(huán)部分的對數(shù)平均面積， ? ? ? ?26 mA m ????? ?? ； 計(jì)算 ? ? ? ? 531 ?? ???? ????? AA mw? ?? 把以上數(shù)據(jù)代入傳熱系數(shù)表達(dá)式 ? ??? ????AAhAAAhAKfaw ?? 22121 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 ? ? 15 ?????????? = ? ?kmw ?2/ 校核實(shí)際散熱量 TKFQ sw ??0 （ 324） 代入數(shù)據(jù)得 ? ?skJTKFQ sw / 4 30 ??????? ? 因?yàn)?% ????? w ww Q ?，其中 wQ 為初始值， 0wQ 為優(yōu)化結(jié)果。 面積 在面積上單就散熱器芯部正面積比原來縮小了 ? ? mV ???? 高度 單就散熱器芯部高度比原來減小了 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 ? ?mmh 53753806 ??? 二次校核 由于經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以后，散熱器原有數(shù)據(jù)大都發(fā)生了改變，為了爭取 設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可行性，對管數(shù)和散熱面積重新進(jìn)行校核。然后通過自己將處理好的數(shù)據(jù)整理出來，方便后面的設(shè)計(jì)。 end end end if t1==t2amp。 t2=ceil(i0)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 S=2*(((h/3e3)*(++))+h*)。 F=Qw/(KR*35)。 hw=Nu2*。 Pr2=。 ha=Nu1*。 Pr1=。 h=sqrt(FR)。 t1=ceil(i)。 for data=10:1:30 for Vw=:: for va=8::12 for b=:: Va=Qw/(data*ra*Cv)。 ra=。 本設(shè)計(jì)中主要用 該 軟件進(jìn)行數(shù)字信號處理，最終使散熱器結(jié)構(gòu)性能得到優(yōu)化。 MATLAB 簡介 MATLAB 是一款編程簡單、編程效率高、容易學(xué)習(xí)的科學(xué)軟件，是從事眾多工業(yè)、科研領(lǐng)域的必備工具。 單根散熱翅片外側(cè)表面積 S1 一個(gè)單元體的外側(cè)表面積： ? ?? ? )(100 4 5 246 ms a ?? ??????????? ?? 散熱翅片外側(cè)表面積： )(1 3 5 4 5 6 92 6 9 241 msS a ?????? ? 單根散熱翅片內(nèi)側(cè)表面積 S2 一個(gè)單元體的內(nèi)側(cè)表面積： )( 246 ms b ?? ?????????? ?????? ????? ? 散