基于KULI的某车型散热器结构优化设计

以某款乘用车型为例,运用一维仿真软件KULI对某款车的冷却系统进行仿真分析。建立了包括冷凝器、散热器、中冷器、电动风扇以及内部阻抗在内的系统仿真模型和设置部件的性能参数。仿真结果与整车热平衡实验结果相对比,两者之间的误差在±1℃以内,因此可使用该模型进行整车的仿真分析。运用KULI软件从结构上优化散热器,在不影响冷却性能的前提下降低生产成本。     

SUV车型发动机舱流场及冷却系统性能分析

针对整车开发设计初期的某款SUV设计车,建立了三维发动机舱流场数值模型和一维冷却系统数值模型。通过三维仿真模型计算可获得机舱内流场速度分布和流动方向、前端格栅进风利用效率及各换热器间密封情况,同时格栅位置的压力系数和散热器表面速度分布可作为一维仿真的边界条件,通过对一维模型的求解,可获得发动机的出水温度,确定冷却系统匹配的合理性,为样机制造前整车设计及冷却系统匹配仿真提供了一种有效方法。     

空空中冷器流动均匀性研究

为提升空空中冷器的流动均匀性,首先根据中冷器的工作特点和使用要求,给出中冷器流动均匀性评价指标,即平均流量、平均流量偏差百分比以及平均流量偏差;其次分析中冷器气室结构、芯高、芯宽、芯厚以及中冷器内部气体压力、温度、流量对中冷器流动均匀性的影响,最后给出提高中冷器流动均匀性的具体方法及适用范围。结果表明:中冷器内部进气质量流量对流动均匀性几乎没有影响;且芯高、芯宽、芯厚以及进气压力与中冷器的内部流动均匀性负相关;进气温度与中冷器的内部流动均匀性正相关,在同等进气压力下,芯厚减薄30%,平均流量偏差提升1.5%,在同等温度下,芯厚减薄30%,平均流量偏差提升2.2%。     

基于CFD技术的中冷器结构优化与改进研究

为改善某款多功能农机作业车的中冷器的散热性能和流动性能,对其内部气体流速、温度和压力分布情况进行CFD仿真研究。在台架试验验证其CFD仿真模型有效性的基础上,探究进气室内导流片的结构参数对中冷器性能的影响,运用Isight建立均匀性系数和导流片结构设计参数的Kriging近似模型,以均匀性系数最优为优化目标,用模拟退火算法对近似模型进行优化。结果表明,当导流角α为80°,结构参数L/L0为0.25时,气流分布的均匀性系数最优,中冷器的散热性能最佳。结构优化后的中冷器出口温度降低6.3℃,压力损失降低2.37kPa,提高发动机的动力性和排放性能。研究结果为今后中冷器气室的结构设计和参数优化提供有益参考。     

中冷器内流道流动均匀性研究

为解决中冷器内部流动不均匀的问题,提出了具有整流装置的中冷器概念。基于计算流体力学方法,对具体的无整流装置和有整流装置的两种中冷器内部流场进行了比对分析。结果表明:具有整流装置的中冷器可有效提高中冷器内部气流的流动均匀性和温度分布均匀性。在此基础上,中冷器的冷却能力得到提升,同时提高了发动机的燃油经济性。     

汽车动力电池温度预测模型的建立与研究

为了能够满足汽车行业的发展要求,有效提升汽车电池热管理,使电池在工作的过程中温度保持在合理的范围之内,依据镍氢电池的结构原理,重新建立了一个电池的热模型,这个热模型能够准确预测出电池内部的情况。利用这个模型,能够将实际温度与预测温度做对比,及时发现电池温度的异常情况,并在最短的时间内诊断相应的问题,在诊断后的第一时间将信息发送给控制器局域网(CAN),在由此转发给整车控制器,从而使车辆能够在最短的时间内找到故障的原因。经过科学实验,发现这个系统能够较为准确的找到故障的原因,避免出现电池剩余容量过多以及电量过充等故障,避免出现热故障而引发的电池过热问题。     

某款汽油发动机冷却系统的优化设计

某款2.0L增压汽油发动机在搭载某款整车进行热平衡试验时无法达标,水温达到平衡时发动机出水温度高于设计指标,导致空调无法开启。经过分析与讨论,发动机冷却系统流量分布不合理以及整车散热器散热能力不足是主要原因,经过两轮次的优化设计,最终通过整车热平衡试验。     

中冷器位置对柴油发电机冷却组性能的影响

柴油发电机组冷却组的中冷器与水散热器相比相对较小，其上端多与水散热器上端平齐，这种布置方式通常不能充分发挥冷却组的冷却能力。将中冷器布置位置下移，使其下端与水散热器平齐，风洞试验研究表明，在风速1．61～4．66m／s范围内，水散热器传热性能可提高0%～5．7％，冷却组风阻下降0%～5．5％，风速3．4m／s时传热性能提高程度最大。风速越大，压降下降幅度越大。     

柴油机中冷器的可靠性及其泄漏的故障树分析

中冷顺的可靠性直接影响柴油机的正常运行,作者基于指数分布发析中冷器的可靠性模型和确定故障率的方法,利用故障树理论建立了中冷器泄漏的故障树,并推出了了小割集和最小路集。     

地表滴灌条件下水热耦合迁移数值模拟与验证

土壤水热分布状况是作物优质高产的关键环境条件之一，基于土壤水、热运动基本方程，结合地表滴灌水分运动特点，建立了地表滴灌水、热运移数学模型，利用HYDRUS-2D软件对构建的数学模型进行了数值求解，并对数值模拟得到的土壤水热值与田间实测数值进行了对比验证。结果表明， 所构建的数学模型对地表滴灌条件下的土壤水分运动和土壤温度变化及分布的动态变化具有较好的模拟效果；当土壤、气象以及灌水资料等可知时，利用该数学模型可以较准确地预测地表滴灌条件下水热耦合迁移与分布规律，模型可用来适时监测和调控地表滴灌条件下作物生长所需的土壤水、热环境条件。此外，数值模拟值和实测结果都显示，地表滴灌条件下上层土壤的水分和温度值较下层土壤易受到土壤蒸发和大气温度剧烈波动的影响。     

气调保鲜液氮充注沉浸式汽化器工作特性研究

针对液氮充注气调方式液氮温度较低,直接充注将对果蔬产生冻害问题,为提高液氮汽化器出口温度的控制精度,提高冷量利用率,设计了一种蓄冷液氮充注沉浸式汽化器并搭建试验平台,研究盘管长度、蓄冷剂类型和液氮流量等因素对汽化器工作特性的影响。基于传热理论建立了汽化器出口温度计算模型。计算得到的汽化器出口温度与试验值基本一致,相对误差为2.01%和8.06%。试验结果表明:盘管长度、蓄冷剂类型和液氮流量都对汽化器工作特性有显著影响,盘管长度和液氮流量与充注时间呈线性关系,随着盘管长度增加或液氮流量减小,相关系数升高;当盘管长度为3 m、液氮流量为0.0075 kg/s和蓄冷剂类型为水时,汽化器的换热性能较佳,而当盘管长度为3 m、液氮流量为0.01 kg/s和蓄冷剂类型为水时,汽化器的蓄冷效率较佳。     

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。     

基于粮食干燥机旋转管壳式换热器设计与研究

针对粮食干燥机换热器存在的烟气分布不均匀、换热量小、换热效率低及能源利用率低等问题,基于强化传热理论对传统的逆流列管式换热器进行创新设计研究。为此,设计出一种可以增加壳程高温烟气扰流的旋转叶片机构,适用于大批量粮食干燥机的旋转管壳式换热器,并进行了三维建模、运动仿真和有限元分析。结果表明:该机构改善了高温烟气在壳程内的分布,10r/min换热器传热性能优于0r/min换热器,壳程换热系数提高了60.5%。     

生鲜乳快速冷却装置监测系统的设计

为了快速、准确地获取生鲜乳冷却过程的温度、流量，设计了一种生鲜乳快速冷却装置监测系统。该系统采用Pt100热电阻和阿尔泰DAM-3047N模块测量板式换热器冷却水进、出口和生鲜乳进、出口等位置的温度，采用智能涡轮流量传感器监测生鲜乳的瞬时流量和累积流量，采用MCGS开发监测软件，通过Modbus RTU协议与热电阻模块和流量传感器建立通讯联系，实现对生鲜乳冷却过程相关参数的实时监测、数据存储和报警信息输出等功能，为生鲜乳高效生产提供依据。      

基于正弦转速调制的离心旋转血泵温度场分析

为研究转速调制引起的血泵内部流场温度变化是否会导致血液损伤,应用计算流体动力学方法对旋转血泵运行时的全流道流动过程进行数值模拟.计算中采用动态压力拟合公式作为进出口边界条件,选择在换热领域精确度更高的SST湍流模型.计算叶轮分别在匀转速状态和正弦调制转速状态下不同时刻的温度分布、温度升高到39～43℃时的潜在高温风险区域以及大于43℃时的极端高温风险区域在血泵中的位置分布和各区域的体积大小,同时结合血泵结构对比分析其内部的动态温升变化情况.研究结果表明：血泵流场在正弦调制转速时的温升高于匀转速状态下的流场,并产生高温风险区域;温升与血泵的叶轮结构密切相关,高温集中在靠近下泵壳的叶轮前缘和内侧;2种转速工况对血泵进出口处的血液温度影响均在2℃的安全浮动范围内,不会对血泵外部的血液造成损伤.     

竖井对低扬程贯流泵装置性能影响的数值模拟

为研究竖井贯流泵中竖井部分对贯流泵装置的水力性能的影响,采用计算流体动力学方法对包含进出水延长段、进出水流道、叶轮和导叶在内的整体泵装置进行数值模拟,分析竖井长度、竖井头部型线以及竖井尾部型线对进水流道水力损失、出口断面轴向速度分布均匀度、出口断面速度加权平均角以及泵装置能量特性的影响.结果表明:竖井长度、竖井头部和尾...     

多孔毛管温室冠层空间热风增温实验

为研究微孔散热条件下,多孔毛管沿程温度分布规律、温室冠层以下空间的垂直温度梯度及其与主要影响因素之间的关系,构建了多孔毛管温室空间热风增温实验系统。对多孔毛管进行保温围护,以毛管进口温度、进风压力、出风孔径等为实验参数,采集毛管前端孔口、中间孔口与末端孔口围护空间内温度数据,分析其在毛管沿程方向上和垂直空间内的分布规律。实验结果表明,毛管沿程出风孔口围护空间温升略有降低;垂直空间内温升呈先上升后下降的驼峰状变化趋势。不同进口温度、进风压力条件下,构建的热风增温系统可以使围护空间内距地面800～1 200 mm高度空间内的温度升高2.5～6.2℃。     

车用甲醇裂解器的换热器数值模拟分析

基于流体动力学计算分析软件FLUENT6.0对换热器的内部流场进行了数值模拟,并对其速度场、温度场及换热器截面上的压力场进行了分析。对换热器热效率仿真表明,该换热器能够满足车载裂解器对热量的需求,尾气释放的热量主要用于裂解甲醇,基本满足了换热器的设计要求。     

三元催化转化器起燃特性的有限元模拟研究

利用CFD软件耦合三元催化转化器化学反应传热、传质模型对催化转化器冷启动起燃特性进行有限元模拟研究。通过对不同扩张管夹角、入口排气温度及催化剂担载模式的三元催化转化器分别进行模拟研究,利用模拟结果进行优化分析,提出了提高三元催化转化器冷启动净化效率的措施。     

基于Comsol和BBD的折流板太阳能空气集热器结构优化

太阳能空气集热器是太阳能干燥系统的重要部件,集热器结构设计对集热性能具有重要影响。设计一款基础折流板集热器,通过太阳能模拟器测试集热器在一定边界和材料参数条件下的出口温度。基于Solidworks和Comsol构建集热器三维实体模型,采用reliable k ε湍流模型数值研究集热器的集热性能。结果表明,出口温度试验值和模拟值相对误差小于0.70%,数值模拟有效,可靠性高。基于BBD（Box Behnken Design）试验和响应面法,研究折流板不同倾斜角度组合对集热性能的影响,分析试验结果得到最佳参数组合：折流板1倾斜角度为-10°,折流板2倾斜角度为10°,折流板3倾斜角度为-10°,折流板4倾斜角度为10°,并以此优化集热器折流板布置,得到一款倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,倾斜折流板集热器出口温度升高1.63 K,集热效率提升4.01%,入口、出口压力损失降低44.80%。基于流体旁通效应,对折流板进行开孔,进一步优化吸热板的积热和流场分布,得到一款开孔型倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,开孔型倾斜折流板集热器出口温度升高2.03 K,集热效率提升4.99%,入口、出口压力损失降低43.13%。对开孔型倾斜折流板集热器入口风速条件进行单因素试验,得到较优的入口风速条件,即0.5~1.0 m/s,可以满足农产品太阳能干燥需求。