工程车辆波纹翅片散热器特性分析与应用研究

发布时间：2016-12-19 16:43

  本文关键词：工程车辆波纹翅片散热器特性分析与应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2012年

工程车辆波纹翅片散热器特性分析与应用研究

徐振元  

【摘要】：随着传统能源的日趋紧张和车辆排放法规的日益严格，设计高效能、低能耗、体积小的散热器逐渐成为了车辆节约能源和降低使用成本的重要途径。本文以工程车辆常用的波纹翅片散热器为研究对象，以CFD技术为研究方法，对波纹翅片的换热性能和阻力性能、波纹翅片散热器的性能预估、参数设计以及散热器的应用等几个方面进行了研究探讨。 首先，本文利用FLUENT软件对波纹翅片散热器的翅片换热性能和阻力性能进行了研究。将散热器的波纹翅片简化为翅片微流道单元，对微流道单元内部的温度场和压力场进行了分析，阐述了波纹翅片的强化换热机理；同时，，对三角廓形、三角倒圆角廓形和正弦廓形等三种廓形波纹翅片的换热性能和阻力性能进行了分析，并采用综合评价因子JF和场协同角对三种波纹翅片的工作性能做了对比分析。得出结论：在2-16m/s的空气速度范围内，正弦廓形翅片的工作性能最好，三角廓形翅片的工作性能最差。 其次，结合正交试验法和田口方法对翅片节距、翅片高度、翅片厚度、翅片齿形角、翅片波纹角和翅片长度等波纹翅片主要结构参数进行了分析，探讨了各结构参数对翅片工作性能的敏感度。研究表明：翅片长度对翅片工作性能的敏感度最大，齿形角的敏感度最小，其他结构参数的敏感度从大到小依次是翅片波纹角、翅片节距、翅片高度和翅片厚度。 再次，以效能-单元法为理论基础，建立了波纹翅片散热器的性能预估数学模型，并建立了以散热量和空气侧压力损失为设计目标，多目标遗传算法为求解方法的散热器参数设计模型。以某型装载机传动油波纹翅片散热器进行了模型的有效性验证。结果表明，当换热量近似不变的时候，散热器空气侧压力损失减少了12.77%；当散热器空气侧压力损失近似不变的时候，换热量增加了7.53%。 最后，以某型装载机动力舱为研究对象，以散热器模型替代实体散热器，对装载机动力舱内的流场以及散热器在动力舱内的换热效果进行了分析，提出了基于改善动力舱进出口空气流动阻力与优化散热器空气侧阻力的两种改进方案，且改进效果明显。 综上所述，本文的相关研究内容对波纹翅片的设计有一定的参考价值，采用的研究方法对其他翅片研究也同样适用。建立的波纹翅片散热器性能预估数学模型和参数设计模型可以推广到其他翅片类型的散热器。本文提出的装载机动力舱换热特性的改进思路在车辆动力舱设计中可以用作参考，使设计阶段就将动力舱整体换热性能加以考虑。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U464.138.2
【目录】：

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本文编号：220218