管帶式散熱器百葉窗翅片的熱力性能優(yōu)化.pdf

1、管帶式散熱器是車用發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的關鍵部件。發(fā)動機運行時，冷卻水吸收汽缸套傳出的熱量，流入散熱器與空氣發(fā)生熱交換。在冷卻水散熱過程中，對傳熱起主要阻礙作用的是散熱管壁及散熱帶與空氣之間的對流傳熱熱阻。因此，設法降低管外對流傳熱熱阻是提升散熱器熱力性能的最直接方法。
　　 本文從散熱帶常規(guī)的百葉窗翅片入手，針對其幾何結構優(yōu)化，旨在降低散熱器空氣側的傳熱熱阻或流動損失，提高二次傳熱面（翅片）的換熱效果。文中提出四種改進型結構的百葉窗

2、翅片，即瘦腰型、彎折角、階梯型及側邊開設三角翼渦流發(fā)生器的翅片?；贑FD的數(shù)值模擬方法，對各種結構的翅片分別建立理論模型，通過數(shù)值計算得到速度、壓力、溫度等氣流熱工參數(shù)的分布和變化情況，選取傳熱特性數(shù)Nu、傳熱因子j及等效熱阻Rh作為傳熱特性評價因子，阻力因子f作為阻力特性評價因子，采用j/f、hstd-Estd、j/f1/3作為綜合評價因子評價翅片的流動傳熱性能，并與常規(guī)百葉窗翅片的計算結果進行對比、分析，從減少功耗或增加傳熱能力的

3、角度論證改進型翅片的可行性及優(yōu)勢。得到以下主要結論:
　　 (1)從減少功耗角度出發(fā)，將常規(guī)百葉窗剪裁成梭型、瘦腰型兩種樣式，相對于常規(guī)翅片，兩種翅片的阻力性能改善效果顯著，最大降幅均可達15％以上，同時，可以增大改動處的流速，提高翅片的換熱效率，綜合評價因子j/f增幅高于11.3％，綜合性能提升明顯。
　　 (2)對常規(guī)百葉窗翅片的窗體前后邊緣進行彎折處理，可以不同程度地降低氣流流經(jīng)百葉窗翅片的阻力性能。計算結果顯示，

4、阻力因子f隨著彎折長度與角度的增大而減小，傳熱因子j有小幅降低。彎折長度為0.2mm，彎折角分別為10°、15°的兩種翅片綜合評價指標較高;彎折角度為15°，彎折長度分別為0.2mm和0.3mm的翅片流動阻力特性改善明顯，但0.2mm的翅片的流動傳熱性能更為理想。
　　 (3)階梯型百葉窗翅片兼具鋸齒型翅片和百葉窗翅片的優(yōu)點，通過重組翅片結構，進一步抑制柵格表面邊界層的發(fā)展，同時增強柵格間氣流擾動，促進流體的混合，等效熱阻小于百

5、葉窗翅片，降幅高于13.5％。具有很好的綜合性能，低雷諾數(shù)區(qū)優(yōu)越性更為突出，ReLp=228-457范圍內(nèi)，綜合評價因子j/f1/3乃增幅達11.46％-7.66％。
　　 (4)考慮散熱帶實際側邊的存在，在側邊上開設三角翼渦流發(fā)生器以強化翅片與空氣之間的傳熱。渦流發(fā)生器促進側邊區(qū)流體強烈混合，同時增強對百葉窗區(qū)流體的擾動，對流換熱更充分。ReLp=228-1028時，等效熱阻降低2.5％-5.9％。側邊開設渦流發(fā)生器的翅片綜合