高效油冷却器的传热强化及其评价方法研究

发布时间：2017-11-21 00:27

  本文关键词：高效油冷却器的传热强化及其评价方法研究

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【摘要】：油冷却器广泛使用在机械工业中,是量大面广的通用型换热器,其换热结构多样,传热强化手段各不相同。本文通过数值模拟和实验测试的方法对高效油冷却器的传热和阻力性能进行研究,首先通过流固耦合模型对叠片式油冷却器翅片间流体流动场及传热进行分析,并研究翅片间距、翅片高度对油冷却器综合性能的影响;其次对一系列翅片结构相同的油冷却器进行性能测试,分析其规律并拟合出传热与阻力性能关联式;最后对不同结构油冷却器进行实验对比研究,分析其强化传热机理及性能变化特点,结合工程需要提出一种基于传热成本的油冷却器传热强化评价方法,并将其应用在实验测试中,以验证其合理性。论文得出的主要结论如下:(1)翅片间流体流动分布不均匀,在换热管后存在流动滞留区;翅片表面温度高于基管温度,离基管距离越远其温度越高,导致翅片效率较低;对比分析翅片间距、翅片高度对传热与阻力性能的影响。(2)对翅片结构相同的7台油冷却器进行性能测试,分析发现其传热因子j及摩擦因子f的大小主要与壳侧雷诺数Re有关,拟合出相应Re范围内的传热与阻力性能关联式。(3)对叠片式油冷却器、针翅管油冷却器和螺纹管油冷却器进行实验对比研究,使用单位压降下热流量Q/?P为评价指标时得知:叠片式油冷却器在小流量时综合性能优良,但随流量增大其综合性能恶化,而针翅管油冷却器的综合性能优良,能够适应各种流量情况,但是考虑到其制造成本较高,针翅容易断落等问题,使得通用性较好的螺纹管油冷却器在大流量时具有应用的价值;使用JF因子为评价指标时可得知叠片式油冷却器表面综合性能随流速的增大出现恶化。(4)对测试结果进行分析,将影响油冷却器传热性能的因素进行分类,使用热尺寸KA为油冷却器自身传热能力的特征数,以单位热尺寸的制造成本CKA为综合性能评价指标提出一种基于传热成本的油冷却器性能评价方法,该评价方法综合考虑油冷却器的传热能力及制造成本,为油冷却器的设计及选型提供依据。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172

【参考文献】

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本文编号：1209076