叉车发动机舱散热性能分析及结构优化

文章以某型号叉车发动机舱的散热特性为研究对象，建立叉车发动机舱的实体模型，利用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法分析舱内热流场的分布规律；基于数值计算结果，对散热器导风罩和聚风罩结构以及风扇的安装位置进行调整，以改善叉车发动机舱内的气流组织，减小散热器热回流，提高散热器风量、进出水温差及散热量；提出一种组合优化策略，在维持液压油、传动油散热器正常工作情况下提高水散热器性能参数，使得水散热器进风量增加4.4%,冷却水进出口温差增加10.3%,散热量增加9.0%。     

户内散热器室自然通风数值分析

利用计算流体动力学建立散热器室通风系统模型,采用标准k-ε湍流模型对散热器室的自然通风系统进行数值模拟研究,获得散热器不同截面的最高温度分布。将散热器不同截面处最高温度作为衡量散热效果的标准,研究不同导流罩类型、安装高度和出口面积对散热器室散热的影响规律。研究结果表明:散热器上方安装凹型导流罩可有效提高散热效果;导流罩安装高度H=2.9 m,出口面积比σ=0.49时,散热效果最好;通过比较导流罩类型、安装高度和出口面积对散热效果的差异,得到导流罩类型影响最大,安装高度次之,出口面积影响最小。     

大功率LED太阳花相变散热器数值优化研究

随着LED芯片单颗功率和封装集成度的提高,散热问题已成为大功率LED迫切需要解决的问题.文章提出了一种基于相变传热的一体化大功率LED太阳花散热器,利用正交实验和模拟仿真相结合的方法对太阳花散热器进行了优化,分析了中心孔直径和翅片参数的改变对散热器性能的影响.将数值模拟的结果与实测值进行了对比,结果表明:散热器的热性能影响因素从主到次为翅片厚度,数目,高度,中心孔直径,最佳方案最高温度降低了5.94℃,优化后的散热器能够满足200 W以上集成LED灯的散热要求.     

基于Icepak的斩波器中散热结构的热分析与优化

针对安装有双IGBT模块的翅片式散热器通风不充分、冷却效果差的问题,提出了通过在散热器进风侧和散热风扇之间加装导风板来改变冷却气流在翅片间风道分布的改进措施.经分析发现加装导风板能够均衡冷却气流在散热器翅片间的分布状态,充分发挥各翅片的散热能力,改善冷却效果.计算结果表明:安装导风板后,热源最高温度比安装前降低了约15℃.进一步分析导风板靠近风扇一端与散热器距离对冷却效果的影响,分别计算不同距离下散热结构的温度场,结果表明:热源最高和最低温度均随导风板与散热器距离的减小而降低,即当距离为50 mm时,热源的最高和最低温度均达到最低,此时热源最高温度比原结构低近21℃,优化散热效果显著.最后通过实验验证了该改进措施的有效性.     

管带式散热器热力学分析及参数优选设计

本文利用Fluent软件分析了DST3型号管带式散热器型号参数对散热散热性能的影响,优选了散热器参数,经实验验证优选参数散热器的散热效率得到了提高。     

翼型翅片对管片散热器散热性能的影响

针对恶劣环境下工程车辆散热能力不足的问题,提出一种翼型翅片的管片散热器改善方案。首先,采用Fluent 15.0对散热器原始模型的单元体进行数值建模分析,并与试验数据对比验证仿真的可行性;其次,采用相同仿真条件对翼型翅片散热器进行仿真分析;然后分别研究翼型方案、类型和位置对压力损失和换热系数的影响;最后,通过田口法设计正交试验,寻找最优的翼型翅片配置组合。结果表明:仿真结果与试验数据吻合较好;在进气口速度为12 m/s时,翼型翅片比原始翅片综合评价因子提高5.73%;翼型种类和翼型方案对压力损失与换热系数的影响较大,翼型的移动位置对压力损失和换热系数几乎没有影响;采用方案2、NACA0015翼型和左移2 mm的配置组合时的综合评价因子最大,散热性能改善最明显。研究结果为翼型翅片在工程车辆管片散热器性能改善方面提供了经验认知。     

油浸式电力变压器系统的数值优化

为了改善油浸式变压器通风系统的散热效果,按照正交试验方法设计工况,利用计算流体力学方法,对油浸式变压器系统中散热器室通风进行了数值模拟。通过改变影响散热的参数,分析了各参数对散热效果的影响规律。研究结果表明:机械进风口宽度对散热效果的影响最为显著,机械进风口位置和机械通风速率的影响次之,自然通风速率的影响最小,并在此基础上提出了优化参数组合方式。     

工程车辆双风扇冷却模块散热性能数值仿真

为了解并联式双风扇冷却模块散热性能特征,研究了冷却风扇转速与散热器性能之间的关系特征.以国内某型双钢轮振动压路机为研究对象,用计算流体力学(CFD)与虚拟风洞相结合的方式,对原始方案进行分析,将分析结果与试验结果相对照,验证仿真方式的正确性和有效性.在尽量保持散热功率相近的前提下,采用"大迎风面、低厚度散热器、并联式双风扇"散热方案,对方案进行数值仿真.结果表明:原始方案中,仿真与试验最大误差为4.07%,最小误差为2.83%,在可接受范围内;风扇A和B分别对冷却液和液压油散热器性能影响较为明显;双风扇方案中,中冷器性能与风扇转速呈现非线性特征,当转速相同时,中冷器性能有所提升,当均为1 900 r/min时,热流体出口温度与原方案较为接近;双风扇转速组合特征可依据工况变化进行调整.     

发动机散热器传热及内部流动试验研究

为了揭示发动机散热器传热及内部流动特性,特选择465Q型发动机管带纵流式散热器为研究对象,以阐明其几何与物理参数及结构特征;同时建立散热器性能试验台,制订了自然对流传热及流动特性试验方案。在完成散热器自然对流传热和流动特性试验的基础上,得到内部流动流量qv与进出口压强差Δp和消耗功率P,以及雷诺数Re与散热量Q和压热效率η等的变化规律和性能曲线。通过数值分析拟合出压强差Δp和功率P经验计算公式,以及散热量Q和压热效率η与温度t1和雷诺数Re的约束方程式。试验结果表明,管带纵流式散热器层流散热效果优于湍流,进水温度越高散热效果越差,外部温度分布不均匀及常态下内部流动消耗功率只占发动机额定功率的0.006 5%。     

商用车机舱热管理组合因素影响研究

针对商用车低速爬坡工况,采用三维计算流体力学仿真分析对某厂商商用车发动机舱热管理进行研究,重点关注其影响冷却系统散热的机理.选取散热器通风量与出口温度作为试验目标,引入正交试验设计与Box-Behnken试验设计,根据响应面回归函数的建立,分析冷凝器与风扇的移动距离与护风罩尺寸的交互效应,并据此进行优化设计.提出一套适用于发动机舱热管理的试验设计与优化流程,为发动机舱内部冷却系统布置提供参考.研究结果表明：冷却系统在商用车机舱内部的布置影响内流场与温度场的分布情况,进而影响舱内散热特性.经过优化设计后,该商用车散热器通风量增加了5.26%,同时出口温度降低了3.44%,机舱散热效率得到显著提高.     

笔记本电脑散热器数值模拟及设计优化

笔记本电脑的有效散热是其安全运行的前提,随着笔记本电脑CPU功耗的增大及笔记本电脑小型化的要求日益突出,笔记本电脑对散热提出了更高要求.利用Fluent对不同尺寸的散热器模型进行了数值模拟,通过比较模拟结果和实验数据对实验所用笔记本电脑散热器进行了设计优化.通过比较得出了加长翅片长度到15mm可以有效地提高散热效果的结论,并提出了对不同用途的笔记本电脑的散热器选型建议.     

基于数值模拟的芯片冷却散热器结构优化

针对计算机芯片冷却的典型散热器进行了三维数值模拟,对比分析了4类散热器的芯片冷却性能及翅片厚度的影响,得到了性能较佳的散热器模型和翅片厚度值.结果表明:散热器对称中心区域换热效果较差,两侧区域换热效果较好,结构设计时可重点考虑对称中心区域的强化传热.相对于A型和B型散热器,采用C型和D型散热器时,对流换热系数有显著提高,C型散热器的基板加热面温度明显降低,芯片冷却效果较佳.翅片厚度为2 mm时,A型、B型和C型散热器冷却效果较佳,D型散热器翅片厚度最佳值为2.5 mm.该研究对20种不同结构尺寸的散热器进行定量对比分析,阐述了流动传热特性,为芯片冷却散热器的结构优化设计提供了理论依据和工程指导.     

小型平行板散热器阵列的传热特性

利用计算流体力学(CFD)方法对超级计算机机箱中的128个小尺寸平行板散热器的集总散热特性进行模拟,对散热器齿间距、齿厚、材料等参数进行了优化和研究;利用空气动力学理论建立了散热器热阻模型;得到了平行板散热器的散热经验公式、热阻及对流换热系数表达式.结果表明:机箱温度对散热器齿间距和齿厚的关系曲线是散热器传导热阻和对流热阻共同作用的结果,传导热阻和对流热阻随齿间距和齿厚变化的非单调性是造成该关系曲线坩埚状极值现象的根本原因,并且齿间距等形状参数是影响散热器对流换热系数的重要因素;比奥准则适用于大尺寸平行板散热器,但不适用于对流换热系数随齿间距而变化的小型散热器;该型平行板散热器齿间距和齿厚的最优尺寸经验范围分别为1.2~2 mm和0.1~1.2 mm.     

管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析

以R·L·Webb提出的汽车散热器的换热与流动阻力的理论分析为基础 ,编制了管带式汽车散热器的传热与流动阻力计算程序 ,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合。运用所编程序分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与散热性能的影响。结果表明 :散热带波距是影响散热器性能的主要参数 ,散热量随散热带波距的减小而增加 ,而百叶窗开窗角度在 2 5°～ 35°、散热带厚度在0 0 4 5～ 0 .0 6 0mm范围内变化对散热器散热量的影响较小。散热带材质由T 70铜改为纯铜时 ,散热量增加 4 0 %。最后提出了提高SC70 80型汽车散热器散热量的方案     

牵引逆变器散热系统的分析与设计

提出一种用于分析牵引逆变器散热系统的实用方法 .通过分析 2种强制风冷散热系统的散热器温度试验数据 ,确定散热器作为一个均质发热体在典型工况下的温升时间常数和冷却时间常数 ,给出计算散热器动态温度变化的实用公式 .通过比较额定工况的试验曲线与相应的计算曲线 ,验证了该设计方法的合理性     

热管在LD端面泵浦固体激光器散热系统中的应用

基于热管的传热原理,计算了热管的等效导热系数.采用电加热器作为模拟热负载,在实验和数值计算上比较了热管散热器和水冷方式的散热效果;在激光二极管端面泵浦固体激光器中,模拟并比较了热管散热和水流散热方式对晶体温度分布以及热透镜焦距的影响.结果表明,使用热管散热器在该系统中具有一定的散热效果,而且它可以克服水冷方式带来的水流温度波动、设备复杂庞大等缺点,为激光二极管端面泵浦固体激光器中晶体散热提供了一种解决途径.最后,提出了一种热管式热沉设计方案,利用热管的高导热性,将其做成热沉取代铜直接用于夹持晶体和散热.     

多海拔下不同散热器翅片的性能分析

为研究海拔对车辆散热器翅片性能的影响,编写了基于Matlab的管带式散热器计算程序,在验证仿真程序正确的基础上,分别计算不同热物理条件下百叶窗翅片、平直翅片、波纹翅片、锯齿翅片4种常见翅片散热器在不同海拔地区的空气侧和水侧出口温度、空气侧压降、空气侧换热系数、散热量等参数;分析了海拔变化对不同翅片散热器散热能力的影响,对比了不同翅片散热器在变海拔下的散热特性和风阻特性.由综合换热系数可知,百叶窗翅片的散热能力最强,锯齿形翅片的海拔适应性最好.     

通过热平衡试验探讨冷却系统的设计改善

文章通过对某公司载货汽车的一系列热平衡试验及不合格车型的改善结果,分别从发动机冷却系统的工作环境(冷却风扇、护风罩及防热风回流装置等)和散热器总成的结构(芯子材质、散热管规格及散热带节距等)方面,探讨了散热性能的影响因素和行之有效的改善方法。并采用国际上通用的-εNTU热传导计算方法,举例说明某款轻型卡车发动机冷却系统匹配计算的优化。     

中冷器布置对内燃机冷却系统性能影响的试验研究

为了解决增压内燃机中冷器和散热器布置匹配问题,研究中冷器和散热器不同布置形式的散热特点及对内燃机冷却系统性能的影响.利用风洞试验和内燃机冷却性能台架试验,结合中冷器中不同的流动介质,针对不同的布置形式进行研究.试验结果表明:布置形式不同,对各自散热效率、热分布、模块整体风阻等的影响较大;风冷式传导介质,串联式风阻较并联式大,并联式散热效率优于串联式,但串联式热分布更均匀;水冷式传导介质,两种形式各方面差异较小.在实际设计中,根据内燃机中冷器不同的冷却介质、整体空间等选择最优的布置形式.     

某型号汽车起重机发动机高速空载状态热特性分析

为解决某型号汽车起重机散热效果差的问题,研究其液压系统原理,根据主要元件的产热与散热特性,建立了液压系统的热平衡数学模型;基于AMESim软件建立了汽车起重机在发动机高速空载状态下的热液压系统仿真模型,并通过实验对比散热器进出口的温度验证了仿真模型的准确性;分析了发动机高速空载工况下4个泵的压力损失特性.结果表明：2号泵能量损失最大,约38%,由多路阀和中心回转体的能量损失而产生的热量是液压系统的主要产热源;3号泵和4号泵的回油产热也较大,且由于原始设计中回油没有经过冷却处理,导致汽车起重机液压系统整体的散热效果较差.通过将回转系统和控制系统的回油引入散热器,改进后的多路阀各口出口温度降低,油箱的出口温度也明显降低,提高了液压系统的散热效果,改进合理有效,为今后改进汽车起重机液压系统的热管理控制策略提供了指导.