基于CFD分析两种散热器数值仿真

建立了外形尺寸相同的管片式散热器和管带式散热器空气侧通道的稳态紊流数学模型.对两种不同类型散热器的阻力特性和表面传热特性进行CFD(计算流体力学)模拟,模拟结果与试验结果符合较好.对数值仿真结果进行分析对比,结果表明同尺寸下管带式散热器的空气侧阻力略大于管片式散热器,但其散热性能与原件相比得到了很大的提升.     

管带式散热器传热性能数值模拟与风洞实验研究

针对当前汽车散热器传热性能不佳的情况,建立以B型水管和百叶窗翅片为主要结构的管带式散热器,采用CFD数值模拟与风洞实验相结合的方法,对不同空气入口流速下,从空气侧压降和换热系数两个指标评价其传热性能。结果表明:空气入口流速增大时,空气侧表面换热增大,散热器的换热能力增大,但空气流动阻力也随之增大,压降增大。风洞实验结果验证了CFD数值模拟仿真的正确性。     

汽车散热器快速设计系统研制与开发

从理论分析角度对管带式车用散热器的传热进行了较详细的理论分析,从散热器的结构尺寸到散热面积、当量直径,从定性温度到物性参数,从各准则数到散热系数,再到散热量的计算,最后对散热量进行校核计算。     

管带式车用散热器散热特性的试验研究

应用正交试验优化技术对管带式车用散热器的散热特性进行了试验研究,并对试验结果进行了回归分析,得到了描述散热器散热量、风阻及水阻与散热器冷却水入口温度、水流量及冷却风速之间关系的回归方程。     

安全间隙对散热器散热性能影响探究

为了研究散热器安全间隙对管带式散热器散热性能的影响,提出了一种带密封装置的管带式散热器。基于计算流体力学方法,对改进前后两种散热器模型进行了模拟分析,得到两种散热器模型芯体区域的平均风速值。使用散热器性能实验数据和模拟得到的平均风速数据,在MTALAB中对进行拟合求解。对改进前后散热器的散热能力、风扇功耗和风扇噪声进行了分析。结果表明,散热能力提升,风扇功耗和风扇噪声降低。通过对两种散热器进行风洞试验测试,在相同水流量和冷风质量流量下,散热器的散热能力提升2%~5%。     

车用散热器结构强度的有限元分析

建立了管带式车用散热器的有限元模型，对其动强度进行了计算分析，得出了散热器应力场分布及其危险位置，并在MTS振动台上进行了试验验证。结果表明，有限元计算结果可靠，此模型可为散热器结构参数的改进提供理论依据。     

活塞-缸套周期性瞬态传热仿真

为解决计算柴油机单个零部件传热时边界条件难以确定的问题，用耦合传热的方法，把活塞、缸套传热时的外边界条件变成内边界处理，利用有限元软件进行建模仿真。以X6130型柴油机为例，用有限元分析软件ANSYS建立了活塞-缸套的三维模型，并对其额定工况下一个工作循环内的瞬态传热进行了仿真计算，得到了活塞-缸套上关键点的温度波动曲线。部分计算结果和实验结果对比表明：用耦合方法模拟活塞-缸套之间的传热过程是可行的，且仿真结果与实测数据吻合较好。     

高原环境车用柴油机与辅助系统耦合仿真

采用喷雾模拟试验与优化算法对柴油机缸内准维模型进行高原试验修正和校正,运用直接耦合方法,建立具有变海拔适应性的某重型车辆动力装置(柴油机及辅助系统)工作过程全耦合数值仿真模型:根据准稳态流动的统一化阻力和传热方程,建立车辆进气系统阻力模型;基于一维非稳态可压缩流体动力学理论和传热理论,建立喷油系统工作模型;考虑润滑油对传热量的影响,建立柴油机冷却系统模型;各辅助系统模型与柴油机工作过程实现耦合计算,即计算中柴油机与辅助系统的边界条件双向实时传递.试验验证了耦合仿真的准确性.结果表明:海拔高度4 500 m,外特性工况,功率最大下降45％,燃油消耗率最大增加71％;高原缸内热流分布中需要冷却液带走的热量比平原增加48.6％;活塞-缸套-缸盖温度场整体升高,最高温度增加85 ～91 K.海拔高度3 700 m,水泵扬程最大下降3.9m;单独增加水泵流量,散热器进出口水温整体升高.     

高海拔车用散热器传热特性影响因素研究

针对汽车在高原长时间爬坡引起发动机过热问题,对车用散热器传热特性开展研究。根据空气物性参数随海拔高度的变化规律,基于CFD计算流体传热仿真,采用Fluent-DM创建散热器仿真模型,研究变海拔高度以及迎面风速对车用散热器换热特性的分析。结果表明,大气密度的改变是影响散热器换热性能的主要因素,随着海拔高度增加和迎面风速减小,空气流体域雷诺数呈现下降趋势,同时空气流体域对流换热系数相应减小,使车用散热器的高原散热能力降低。     

散热器传热性能场协同仿真分析

管带式散热器外表面的空气流动与换热状况关系到发动机的动力性及燃油经济性。笔者根据场协同理论,采用数值模拟的方法对流经散热器翅片周围空气的速度场和温度场进行模拟计算,探讨了翅片的结构参数对流场的场协同角的影响。该方法从场协同角的角度为散热器翅片的结构优化设计提供了参考。     

散热器散热规律分析与最佳工作参数的确定

根据文献〔１〕中描述散热器散热性能的回归方程,系统地探讨了散热器入口水温、水流量及冷却风速对散热量、水阴及风阻的影响规律,并根据优化理论提出了散热器优工作参数的确定方法。     

装载机散热器模块进出口位置匹配试验

为提高车辆冷却系统中多散热器模块匹配的性能，对某装载机散热器模块在风洞测试平台上进行试验研究。试验散热器模块第1排是中冷器和液压油冷却器，第2排为水箱，第3排是变矩器油冷器。在风洞上对模块原型和在原型基础上互换变矩器油冷器进出油口位置的变型进行对比试验。试验结果表明，调整进出油口位置，能提高总的散热量，且对模块中单个散热器的性能影响更大。在设计中可以合理布置散热器进出油口位置，使得模块性能更加优异。     

整车热管理模拟方法的优化研究

基于某轻卡整车热管理项目,对整车进行了热管理模拟分析。利用换热器模型以及体积热源模型分别模拟散热器以及中冷器。模拟结果显示,利用两种模型在整体上都能够较为准确地模拟出散热器以及中冷器在散热量、压降分布以及进出口的质量流量分布。换热器模型能准确模拟出散热器、中冷器表面的温度分布及散热器和中冷器进出水室的温度分布。     

板翅换热器平直翅片的传热与阻力性能试验

对11种不同结构参数的紧凑式板翅换热器平直翅片的传热和流动阻力进行了试验研究,分析比较平直翅片间距、翅片高度、翅片长度对其传热和流动阻力的影响。结果表明,翅片间距对传热和流动阻力影响较小,而翅片长度和高度对其传热和流动阻力有重要影响。同时对11种翅片的220个试验数据点进行了j因子和f因子的试验关联式拟合,拟合关联式的误差范围为±10%。     

螺旋弯管内流动与传热特性的数值模拟

针对螺旋弯管内的流动与传热特性,以螺旋弯管传热试验中试验件模型为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型、第一类热边界条件下的薄壁热阻模型,对不同进口来流条件下,采用Fluent对螺旋弯管内水的流动与换热进行数值模拟.计算得到了螺旋弯管内速度场与温度场的分布,通过数值模拟结果与试验结果的比较,验证了数值模拟方法的正确性.结果表明:随着进口来流雷诺数的增大,螺旋弯管内的二次流迪恩涡核心向弯管管壁扩张;在螺旋弯管小曲率比、来流雷诺数2 280~6 000内,螺旋弯管的强化换热综合性能最佳;对模拟结果数据利用多元线性回归法,推导出螺旋弯管内换热努赛尔数、进出口压力降的准则关系式.研究结果可为螺旋管式换热器设计与优化提供一定的参考依据.     

应用遗传算法优化设计汽车散热器

根据减少耗材的要求,本文将遗传算法应用于管带式汽车散热嚣的优化设计。提出了散热器芯体结构参数优化的方案,详细讨论了优化算法的步骤及流程,最后,通过实例表明该方法能得到较好的优化结果。     

微通道内种子汽泡抑制沸腾不稳定性研究

搭建同步光学可视化实验台,以并联三角形微通道硅基热沉为实验段,微通道入口玻璃盖板内侧溅射5个Pt微加热器构成种子汽泡发生器阵列。研究了低入口质量流量下不同种子汽泡触发频率对微通道内沸腾不稳定性的影响。实验结果表明,种子汽泡触发频率作为控制微通道内流动沸腾不稳定的重要参数,单相液体区域,种子汽泡对微通道内流动影响很小;两相区域,随着热流密度增大,压降呈线性上升,壁面温度呈指数式上升。触发频率越高,压降越高,壁面温度下降越大。相同热流密度条件下,高频种子汽泡能够完全消除沸腾不稳定性,壁面温度显著下降,温度均匀性得到明显提升。     

拖拉机用冷轧翅片管式散热器的设计与试验

设计了一种以冷轧翅片管为冷却元件的拖拉机用柴油机散热器。以冷轧翅片管代替扁管管片芯子结构。散热器外壳及其附属元件不作任何改变，便于加工和推广应用。在试验台上的试验表明，散热效果显著。