汽車散熱器散熱性能分析軟件系統(tǒng)開發(fā)-文庫吧資料
2025-07-01 11:58本頁面
【正文】 w/(m2總傳熱量為: （）式中:F=F1+F2，h=h1=h2，則: （）傳熱系數(shù)K的計(jì)算過程中，各項(xiàng)常數(shù)都比較容易得出，傳熱系數(shù)的計(jì)算實(shí)質(zhì)上是表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)ha、hw的計(jì)算。翅片效率ηf在數(shù)值上，等于二次傳熱面的實(shí)際平均溫差和一次傳熱面的傳熱溫差的比值。由于翅片厚度較翅片高度方向要小得多，故在翅片壁厚方向溫度梯度可以忽略。 Tm:翅片表面平均溫度。 Tw:水管壁面溫度。 F1：一次傳熱面面積； F2：二次傳熱面面積； h1：一次傳熱面與空氣間表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。 一次與二次傳熱面 （） （）式中： Q1：一次傳熱面所傳遞熱量。一次傳熱面Q1指水管壁面，二次傳熱面Q2指翅片的表面。二次傳熱面一般比一次傳熱面的傳熱效率要低一些，但實(shí)驗(yàn)證明，二次傳熱表面的散熱能力對散熱器的散熱能力有極為重要的影響，特別是在二次傳熱表面上沖出一系列百葉窗孔，用來擾亂翅片表面的層流，可使傳熱性能大大提高。 翅片效率原理圖翅片傳熱過程是由散熱管管壁傳遞給翅片，然后由翅片傳遞給冷流體，故翅片又有“二次表面”之稱。翅片效率η= 翅片表面的實(shí)際散熱量/ 假定翅片表面溫度等于翅根溫度時(shí)的散熱量。當(dāng)翅片被焊接在光管表面上以后，在由管內(nèi)向管外傳熱的過程中，隨著高度方向的逐漸下降，翅片溫度與周圍流體溫度的差值在逐漸縮小，單位面積的換熱量也在逐漸縮小，翅片表面積對增強(qiáng)換熱的有效性在下降。翅片波高越大，換熱系數(shù)相應(yīng)的越低，在實(shí)際選取中，翅片的波高不能太高，相反的，若降低翅片波高，則能得到較大的散熱量，但成本會(huì)很大，所以，散熱效果能夠保證的情況下可以適當(dāng)?shù)倪x取較高的波高。 翅片波高對散熱器熱性能的影響，散熱器的散熱量隨著翅片波高增加而減小，空氣阻力也在變小。當(dāng)散熱器整體尺寸不變時(shí)，翅片波高的改變散熱器的散熱性能。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮各種因素（如風(fēng)阻），在不違背設(shè)計(jì)原則的前提下，可選取較小的波距。同時(shí)，隨著波距的增大，空氣阻力隨之減小。 翅片波距對散熱器熱性能的影響，隨著翅片波距的增大，散熱量隨之減小。在散熱器設(shè)計(jì)中，翅片傳熱面積大約為熱交換器總傳熱面積的67%~88%。（2）當(dāng)2300Rew≤ 10，000時(shí)，流動(dòng)處于過渡狀態(tài)，使用格尼林斯基(Gnielinski)公式計(jì)算: （）（3）當(dāng)Rew10，000時(shí)，流動(dòng)處于紊流狀態(tài)，用petukhov式計(jì)算水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù): （）對于式（）和式（）中的管內(nèi)摩擦系數(shù)fi由Filonenko式計(jì)算: （）層流狀態(tài)的換熱率又太低,散熱器在工作時(shí)水管里的流體一般處于過渡或紊流狀態(tài)，故在設(shè)計(jì)中只對層流和紊流狀態(tài)下的流體進(jìn)行分析計(jì)算。其值可由相關(guān)文獻(xiàn)查得。L/λ?！? ] （）空氣的運(yùn)動(dòng)粘度υa,其單位為[m2 /s]（）空氣的普朗特?cái)?shù)Pra,其單位為（）空氣的密度ρa(bǔ),其單位為[kg/m3 ]（）努塞爾數(shù)是一個(gè)反映對流傳熱強(qiáng)弱的無量綱數(shù)。（1）水的定性溫度： （）（2）空氣的定性溫度： （）（1） 水的物性參數(shù)：水的導(dǎo)熱系數(shù)λw,其單位為[W/(m對于油類等高粘度的流體，在加熱或冷卻過程中粘度會(huì)有很大的變化，此時(shí)若用流體進(jìn)、出口的算術(shù)平均溫度作為定性溫度計(jì)算換熱系數(shù)，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。隨著溫度的變化相似準(zhǔn)則數(shù)中的物性參數(shù)也會(huì)隨之變化，在計(jì)算過程中需要選取定性溫度作為溫度準(zhǔn)則。常將這些流動(dòng)方式的流體進(jìn)出口溫度先按逆流算出對數(shù)平均溫差，然后乘以一定的修正系數(shù)ψ（~，查文獻(xiàn)獲得）。流體在熱交換器內(nèi)流動(dòng)有順流和逆流等流動(dòng)方式，但由于受到空間等因素的限制,在工程應(yīng)用中的熱交換器多采用錯(cuò)流的、多流程的或者更為復(fù)雜方式的流動(dòng)。在計(jì)算阻力時(shí)，它是流體潤濕周邊；在傳熱計(jì)算時(shí)，是參與傳熱的周邊。與圓形管道相類比，非圓形截面管道的當(dāng)量直徑De也可以用4倍的水力半徑表示，即 （）式中: A:流體的流通截面積?？偭鞯挠行Ы孛娣eA和濕周L之比定義為水力半徑，用字母R表示，即R=A/L。具體分析計(jì)算過程如下所列。為之后的工藝與工裝設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。 本課題通過聯(lián)系汽車散熱器的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分析， SERVER 2000設(shè)計(jì)一款管帶式汽車散熱器散熱性能分析的系統(tǒng)，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)起來名，方便調(diào)用。散熱器設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算過程，所涉及的學(xué)科比較多，包括熱力學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械學(xué)等，設(shè)計(jì)參數(shù)比較多，包括結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)，在計(jì)算過程中計(jì)算量很大。與管片式散熱器相比，管帶式散熱器散熱能力較高、質(zhì)量較輕、制造工藝簡單、成本低，但是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不如管片式散熱器，所以多應(yīng)用于中小型車輛。與管片式散熱器相比，在同樣的條件下，管帶式散熱器散熱面積可以增加12%左右，另外在散熱帶上開有擾動(dòng)氣流的類似百葉窗的孔[9]，以破壞流動(dòng)空氣在散熱帶表面上的附著層，提高了散熱能力[18]。管片式散熱器具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，并且油污和塵埃堵塞芯部的可能性較小的特點(diǎn)，多應(yīng)用于震動(dòng)較大、工況較惡劣的環(huán)境的汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中。管片式散熱器芯部是由許多細(xì)的冷卻管和散熱片構(gòu)成。為使熱量傳遞達(dá)到基本的平衡狀態(tài)，還要具有足夠的散熱面積，來完成冷卻液、空氣和散熱片之間的熱量交換。散熱器是一個(gè)熱交換器，在工作過程中，熱的冷卻液（水）向空氣散熱變冷，冷空氣則吸收冷卻液散出的熱量而升溫。 汽車散熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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