1、以空-空中冷器換熱單元為原型,建立如圖1所示的換熱單元仿真物理模型,一層熱通道,上下各一層冷通道,各層的結構尺寸相同,均為50mm*50mm*5mm。其中冷熱側的出入口處均做適當延長以減少邊界條件對計算結果的影響。中間熱側通道布置有波紋形紊流片,上下冷側通道沒有翅片。翅片結構尺寸如圖2所示,b, a, h分別為翅片的扭幅、節距和翅片高度,單位均為mm,共15個波峰通道,由于翅片和冷熱通道之間的隔板的厚度分別為為0.15毫米、0.2毫米,導熱熱阻很小,所以流動計算過程中忽略其厚度。表1為所有仿真用翅片的尺寸參數。
換熱單元物理模型
圖2熱側紊流片結構示意圖
表 SEQ 表2. * ARABIC 1 仿真用不同翅片的尺寸參數(均為波紋形式)
Tab.2. SEQ Tab._2. * ARABIC 1 Size parameters of fins used for simulation
翅片序號
翅高h(mm)
節距a(mm)
扭幅b(mm)
1
5.0
3.2
0.75
2
5.0
4.0
0.75
3
5.0
5.0
0.75
4
5.0
3.2
1.0
5
5.0
3.2
1.5
2、機油換熱器
對于車用發動機,機油溫度過高或太低,都會嚴重影響車輛的穩定可靠運行,因此,機油冷卻器是保證機油正常工作必不可少的車用換熱器。目前水冷車用機油冷卻器比較普遍,通常采用緊湊板翅結構,機油側和水側流道內均布置翅片以提高性能并改善強度。翅片形式及幾何參數對換熱器性能影響巨大,研究翅片參數對油冷器性能影響的靈敏度分析是設計緊湊、高效油冷器的關鍵。
研究對象原型是結構如圖3所示的機油冷卻器,四個機油通道與三個冷卻水通道間隔布置,各通道內部均布置有結構尺寸相同的錯位鋸齒翅片,翅片結構如圖3(b)所示。(你畢業設計只建立一層油一層水即可)
?。╝) (b)
圖3 機油冷卻器以及流道內翅片結構示意圖
以空-空中冷器換熱單元為原型,建立如圖2.1所示的換熱單元仿真物理模型,一層熱通道,上下各一層冷通道,各層的結構尺寸相同,均為50mm*50mm*5mm。其中冷熱側的出入口處均做適當延長以減少邊界條件對計算結果的影響。中間熱側通道布置有波紋形紊流片,上下冷側通道沒有翅片。翅片結構尺寸如圖2.2所示,b, a, h分別為翅片的扭幅、節距和翅片高度,單位均為mm,共15個波峰通道,由于翅片和冷熱通道之間的隔板的厚度分別為為0.15毫米、0.2毫米,導熱熱阻很小,所以流動計算過程中忽略其厚度。表2.1為所有仿真用翅片的尺寸參數。
3、可供選用的翅片結構和尺寸
幾種典型的散熱帶和紊流片結構如圖4、圖5所示,尺寸參數如表2、表3所示。
?。?)雙向波紋形 (2)直角波紋形
(3)直齒形
圖4散熱帶類型
?。?)直齒矩形 (2)鋸齒型
圖5 紊流片類型
表2散熱帶結構尺寸列表
(A)
?。˙)
?。–)
(D)
?。‥)
?。‵)
?。℅)
雙向波紋型
h = 7.5mm
a = 6mm
b = 1.5mm
l = 10.8mm
雙向波紋型
h = 10.5mm
a = 6mm
b = 1.5mm
l = 10.8mm
雙向波紋型
h = 7.5mm
a = 6mm
b = 0.75mm
l = 10.8mm
雙向波紋型
h = 10.5mm
a = 6mm
b = 0.75mm
l = 10.8mm
直角波紋型
h = 10.5mm
a = 8.5mm
b = 1.8mm
l = 12mm
直角波紋型
h = 7.5mm
a = 8.5mm
b = 1.8mm
l = 12mm
直齒矩形
h = 8mm
a = 3.5mm
表3紊流片結構尺寸列表
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
直齒矩形
g =6.5 mm
c =5 mm
直齒矩形
g =8.7 mm
c =3 mm
鋸齒型
g =8.7 mm
d =3 mm
e =3 mm
鋸齒型
g =6.5 mm
d =5 mm
e =5 mm
直齒矩形
g =3.8 mm
c =4 mm