車用百葉窗翅片式散熱器內(nèi)耦合傳熱的數(shù)值模擬與優(yōu)化.pdf

1、散熱器作為汽車?yán)鋮s系統(tǒng)關(guān)鍵部件，其散熱能力強(qiáng)弱直接關(guān)系到整個發(fā)動機(jī)工作性能。源于此，以高效散熱性能為目標(biāo)的散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便至關(guān)重要。鑒于百葉窗翅片換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，本文對其耦合傳熱機(jī)理進(jìn)行研究，以期實(shí)現(xiàn)散熱器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　首先針對普通矩形百葉窗翅片建立三維數(shù)值模型，研究散熱器內(nèi)耦合傳熱計(jì)算方法。通過將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式結(jié)果對比，驗(yàn)證所建模型和計(jì)算方法的有效性。基于此，提出了一種斜針形百葉窗翅片。對

2、不同工況、不同結(jié)構(gòu)參數(shù)斜針形翅片換熱性能進(jìn)行對比分析，藉此研究其斜針角度和換向區(qū)兩側(cè)翅片數(shù)目的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。最后，借助回歸分析得到傳熱因子 j和摩擦因子f的擬合關(guān)聯(lián)式，以綜合換熱因子13j/ f值為評價指標(biāo)對窗翅角?和百葉窗間距Lp進(jìn)行優(yōu)化。主要結(jié)論如下：
　　（1）將斜針形百葉窗翅片和矩形百葉窗翅片的綜合傳熱性能進(jìn)行了對比，結(jié)果表明： LpRe在400～1200的范圍內(nèi)時，斜針形百葉窗翅片的摩擦因子 f比矩形百葉窗翅片低20.7

3、％，傳熱因子j比普通矩形百葉窗翅片高11.2％；
　?。?）在其他結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的情況下，窗翅角和翅片厚度越大，其換熱系數(shù)和壓降越大，且隨著迎面風(fēng)速的增大，換熱系數(shù)和壓降隨之變大；
　　（3）窗翅間距比 pL p/F在0.6～1.7的范圍時，斜針形百葉窗翅片有效與低效流動發(fā)生在 pL p/F為0.9～1.1范圍內(nèi)；且斜針形百葉窗翅片結(jié)構(gòu)的換熱系數(shù)在 pL p/F=1.52時最大；
　　（4）四種斜針角偏向中，換向區(qū)兩側(cè)斜

4、針角呈對稱相對偏向布置方式時，綜合換熱性能最好，相較于與其他三種形式，其壓降最大減小值可達(dá)15.4％；
　?。?）當(dāng)斜針角?處于10°～15°范圍時，斜針形百葉窗翅片的綜合性能最好，考慮到加工難度及經(jīng)濟(jì)性，最佳的斜針角推薦取在15°左右；
　?。?）對斜針形翅片的窗翅角進(jìn)行優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在窗翅角為28.9°時，綜合換熱性能最好。對斜針形百葉窗翅片間距進(jìn)行優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在百葉窗間距Lp取0.902 mm時，綜合換熱性能最好，且隨著百葉