管翅式机油冷却器散热性能分析及优化
发布时间：2023-12-26 19:56
机油冷却器是保障机械车辆正常运行的重要部件,其散热性能的好坏直接影响着发动机的工作温度,进而影响着整个车辆的动力性能和安全性能。管翅式机油冷却器具有结构工艺简单、质量轻等优势,被越来越多的机械车辆所采用。本文对管翅式机油冷却器的散热性能进行分析研究,并对翅片进行结构优化以改善机油冷却器的散热性能。本文的研究内容如下:1、对平直翅片的管翅式机油冷却器进行分析研究。利用三维建模软件对其进行整体建模,并进行合理的结构简化。利用ANSYS CFX对其进行全局仿真,得到在不同工况下的散热功率。通过风洞试验台对平直翅片的管翅式机油冷却器进行风冷油试验,得到不同工况下的散热功率,试验结果验证了仿真模型的有效性。2、基于强化换热理论,对原有的平直翅片进行优化设计,在原有结构上提出一种三角波纹翅片。引入参数β作为三角波纹波峰方向与风速方向的夹角,设计出六种不同β角的波纹翅片,利用已建立的仿真模型对6种不同β角的三角波纹翅片的管翅式机油冷却器进行全局仿真。在同一工况下,对6种不同β角的三角波纹翅片和平直翅片的传热性能和流阻性能进行研究。通过研究其传热因子j、摩擦因子f和综合系数JF,得出以下结论:在进油口...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 管翅式机油冷却器简介
1.2.1 管翅式机油冷却器构造
1.2.2 管翅式机油冷却器的换热过程
1.2.3 常见翅片的类型
1.3 管翅式机油冷却器国内外研究现状
1.3.1 平直翅片国内外研究现状
1.3.2 波纹翅片国内外研究现状
1.4 CFD基本理论
1.4.1 基本假设
1.4.2 控制方程
1.4.3 湍流模型
1.4.4 CFD软件介绍
1.5 本课题主要的技术路线与研究内容
1.5.1 技术路线
1.5.2 研究内容
第2章 管翅式机油冷却器的数值模拟与试验
2.1 物理模型
2.1.1 模型简化
2.1.2 翅片结构参数
2.1.3 基管结构参数
2.2 模型预处理
2.2.1 全局化处理
2.2.2 建立流体域
2.3 网格划分
2.3.1 Meshing网格划分软件
2.3.2 网格质量验证
2.3.3 各进出口命名选择
2.4 数值计算
2.4.1 定义物性参数
2.4.2 计算域划分
2.4.3 进出口边界条件设置
2.4.4 数值模拟算法选择及求解器控制
2.5 风冷油试验
2.5.1 试验工况
2.5.2 试验对象
2.5.3 试验装置
2.6 模型验证
2.7 本章小结
第3章 管翅式机油冷却器散热性能分析及其优化设计
3.1 强化换热理论
3.2 管翅式机油冷却器性能参数
3.2.1 传热方程和换热系数
3.2.2 机油冷却器的流阻
3.2.3 综合系数
3.3 不同角度波纹翅片的物理模型
3.4 不同角度波纹翅片传热性能分析
3.4.1 速度场分析
3.4.2 温度场分布
3.4.3 传热性能参数分析
3.5 不同角度波纹翅片流阻性能分析
3.5.1 压力场分布
3.5.2 流阻性能参数分析
3.6 综合性能分析
3.6.1 综合系数分析
3.6.2 整体散热功率分析
3.7 不同翅片间距的管翅式机油冷却器散热性能分析
3.8 本章小结
第4章 管翅式机油冷却器散热性能分析系统设计
4.1 油气温差与散热功率分析
4.2 进风口风速与散热功率分析
4.3 基于MATLAB的散热功率曲面拟合
4.3.1 交互式曲线和曲面拟合
4.3.2 拟合结果
4.4 基于MATLAB GUI的散热性能分析系统功能设计
4.4.1 MATLAB GUI平台
4.4.2 总体方案设计
4.4.3 各主要功能模块设计
4.4.4 GUI生成独立的应用程序
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
本文编号：3875459
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 管翅式机油冷却器简介
1.2.1 管翅式机油冷却器构造
1.2.2 管翅式机油冷却器的换热过程
1.2.3 常见翅片的类型
1.3 管翅式机油冷却器国内外研究现状
1.3.1 平直翅片国内外研究现状
1.3.2 波纹翅片国内外研究现状
1.4 CFD基本理论
1.4.1 基本假设
1.4.2 控制方程
1.4.3 湍流模型
1.4.4 CFD软件介绍
1.5 本课题主要的技术路线与研究内容
1.5.1 技术路线
1.5.2 研究内容
第2章 管翅式机油冷却器的数值模拟与试验
2.1 物理模型
2.1.1 模型简化
2.1.2 翅片结构参数
2.1.3 基管结构参数
2.2 模型预处理
2.2.1 全局化处理
2.2.2 建立流体域
2.3 网格划分
2.3.1 Meshing网格划分软件
2.3.2 网格质量验证
2.3.3 各进出口命名选择
2.4 数值计算
2.4.1 定义物性参数
2.4.2 计算域划分
2.4.3 进出口边界条件设置
2.4.4 数值模拟算法选择及求解器控制
2.5 风冷油试验
2.5.1 试验工况
2.5.2 试验对象
2.5.3 试验装置
2.6 模型验证
2.7 本章小结
第3章 管翅式机油冷却器散热性能分析及其优化设计
3.1 强化换热理论
3.2 管翅式机油冷却器性能参数
3.2.1 传热方程和换热系数
3.2.2 机油冷却器的流阻
3.2.3 综合系数
3.3 不同角度波纹翅片的物理模型
3.4 不同角度波纹翅片传热性能分析
3.4.1 速度场分析
3.4.2 温度场分布
3.4.3 传热性能参数分析
3.5 不同角度波纹翅片流阻性能分析
3.5.1 压力场分布
3.5.2 流阻性能参数分析
3.6 综合性能分析
3.6.1 综合系数分析
3.6.2 整体散热功率分析
3.7 不同翅片间距的管翅式机油冷却器散热性能分析
3.8 本章小结
第4章 管翅式机油冷却器散热性能分析系统设计
4.1 油气温差与散热功率分析
4.2 进风口风速与散热功率分析
4.3 基于MATLAB的散热功率曲面拟合
4.3.1 交互式曲线和曲面拟合
4.3.2 拟合结果
4.4 基于MATLAB GUI的散热性能分析系统功能设计
4.4.1 MATLAB GUI平台
4.4.2 总体方案设计
4.4.3 各主要功能模块设计
4.4.4 GUI生成独立的应用程序
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
附录
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
本文编号：3875459
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3875459.html
