翅側(cè)結(jié)構(gòu)數(shù)組對(duì)管帶式散熱器性能影響的數(shù)值模擬.pdf

1、管帶式散熱器是車(chē)輛冷卻系的關(guān)鍵換熱部件，負(fù)責(zé)控制發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)冷卻水的溫度。散熱器的主要熱阻源于水管外壁及散熱帶（翅片）與空氣之間的對(duì)流傳熱熱阻。空氣流經(jīng)散熱器芯體時(shí)，與若干個(gè)由翅片和水管壁組成的小通道（換熱單元）進(jìn)行熱交換，其換熱單元內(nèi)的流動(dòng)傳熱特性主要取決于翅片與百葉窗的結(jié)構(gòu)與尺寸，翅片與百葉窗的結(jié)構(gòu)及尺寸又與散熱器芯體的迎風(fēng)面密切相關(guān)。迎風(fēng)面上換熱單元結(jié)構(gòu)與尺寸不僅對(duì)單元內(nèi)流動(dòng)傳熱造成影響，還會(huì)使散熱器的迎風(fēng)面布置及其緊湊性產(chǎn)生變化。

2、因此，研究迎風(fēng)面上換熱單元的結(jié)構(gòu)與尺寸對(duì)提升散熱器的熱力性能、緊湊性等具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文圍繞翅窗結(jié)構(gòu)展開(kāi)研究，旨在尋找合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)選取策略?；诟鹘Y(jié)構(gòu)參數(shù)間具有一定的匹配關(guān)系，本文選取匹配結(jié)構(gòu)數(shù)組為研究對(duì)象，這些數(shù)組包括翅間距和百葉窗間距、百葉窗寬度和翅高、翅高和扁管寬度。針對(duì)以上結(jié)構(gòu)數(shù)組，利用CFD軟件FLUENT對(duì)換熱單元內(nèi)空氣的流動(dòng)傳熱過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)比較分析換熱單元內(nèi)各數(shù)組取值對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)、壓降的影響，

3、引入散熱器同耗材熱力性能評(píng)價(jià)因子(JF)A和同體積熱力性能評(píng)價(jià)因子(JF)v，分別從換熱面積和體積（緊湊性）角度評(píng)價(jià)散熱器的綜合性能，結(jié)合散熱器生產(chǎn)、運(yùn)行的實(shí)際需要，給出翅側(cè)結(jié)構(gòu)數(shù)組的取值范圍。主要研究結(jié)論有:
　　(1)翅窗間距比對(duì)換熱單元內(nèi)的流動(dòng)傳熱影響顯著，尤其在Lp=1.2mm時(shí)更加突出。換熱單元內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)隨Fp/Lp增加呈先下降，后小幅回升，再下降的變化規(guī)律，波動(dòng)出現(xiàn)在Fp/Lp=1.0～1.2范圍內(nèi)，uin=10

4、m/s，Lp=1.2mm時(shí)，波動(dòng)回升幅度為2.9％。換熱單元內(nèi)的壓降隨Fp/Lp增大而下降，同樣在Fp/Lp=1.0～1.2范圍內(nèi)出現(xiàn)微小波動(dòng)。散熱器同耗材熱力性能評(píng)價(jià)因子(JF)A隨Fp/Lp的變化也呈現(xiàn)波動(dòng)式的變化趨勢(shì)，翅窗間距比對(duì)散熱器同體積熱力性能評(píng)價(jià)因子(JF)v的影響更為明顯。綜合考慮散熱器生產(chǎn)、運(yùn)行需要，推薦Lp取1.2mm，F(xiàn)p/Lp在1.0～1.2范圍內(nèi)選取。
　　(2)窗翅寬度比L1/F1對(duì)換熱單元內(nèi)的流動(dòng)傳熱

5、有顯著影響。相同迎面風(fēng)速工況下，換熱單元內(nèi)的對(duì)流傳熱系數(shù)隨L1/F1增大而增大，但增長(zhǎng)幅度逐漸減小，而壓降則隨F1/L1呈近似線(xiàn)性增加趨勢(shì)。評(píng)價(jià)因子(JF)A隨L1/F1增大呈先增大后減小的變化關(guān)系，拐點(diǎn)出現(xiàn)在L1/F1=0.8處，建議L1/F1選取范圍為0.75～0.85。
　　(3)翅高F1和扁管寬度Dm共同決定換熱單元內(nèi)的空氣流動(dòng)狀況，但不以比值影響換熱單元的流動(dòng)傳熱。相同的迎面風(fēng)速工況下，F(xiàn)1對(duì)換熱單元內(nèi)的傳熱和流動(dòng)阻力影