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     

汽车散热器传热特性的风洞实验研究

通过风洞实验对整体结构相同而散热带波距不同的汽车散热器分别进行实验数据采集,获取了散热器冷却水进出口温度、水流量、冷却空气进出口温度、空气流量、散热量、风阻及水阻等相关实验数据.根据实验数据研究分析散热器的散热量、风阻与散热带波距的关系.对水口位置不同的散热器的换热情况进行了实验研究,分析比较它们的换热特性和流动特性;同时还进行了双排水管与单排水管管带式散热器性能对比实验研究.最后根据实验数据和分析结果进行优化设计.     

管带式汽车散热器传热与风阻性能研究

实验测量了ＳＣ７０８０型汽车散热器的传热与风阻特性，并与Ｒ．Ｌ．Ｗｅｂｂ的理论计算公式的计算结果进行了比较。修正了Ｗｅｂｂ理论计算公式中关于汽车散热器风阻的计算方法，计算结果与不同散热带节距的管带式汽车散热器的实验结果基本吻合。     

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。     

管带式汽车散热器特性仿真

以管带式汽车散热器为研究对象,提出了基于散热器微元结构的动态传热模型,把散热器传热过程分为水侧传热、翅片管传热和空气侧传热三部分。建立了管带式汽车散热器传热及阻力特性的数学模型,并在MATLAB／SIMULINK环境中建立了其仿真模型,进行了仿真值与试验值的比较。结果表明,仿真结果与相应的管带式散热器试验数据基本一致。     

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%。     

汽车散热器的性能分析及翅片结构优化

运用CFD方法对某型汽车管带式百叶窗散热器进行性能分析及翅片结构优化,建立某型汽车散热器单周期翅片组模型并对其进行不同风速工况下的三维模拟计算。基于计算结果设置某型散热器多孔介质的物性参数,将该散热器仿真计算结果与试验结果进行对比,验证该方法的可行性。通过综合性能评价因子j/f~(1/3)研究并找出本次研究百叶窗翅片中,综合性能最佳的翅片,利用上诉方法计算最佳结构翅片整体散热器的换热特性和阻力特性。研究结果表明:多孔介质模型计算结果与试验结果比较吻合,验证了这种散热器研究方法的可行性。本次研究百叶窗翅片结构中综合性能最佳的翅片结构是间距2.4 mm,开窗角度27°。     

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.     

转向区数目和长度对散热器流动传热性能的影响

针对管带式散热器的传热与流阻特性,建立管带式散热器百叶窗翅片的三维流动和换热模型,研究百叶窗翅片转向区数目和转向区长度对散热器流动传热性能的影响.结果表明:当迎面风速一定时,单排管和3排管布置时,散热器传热因子和摩擦因子都随转向区长度与数目的乘积增加而降低;当转向区长度和数目乘积相等时,传热因子与摩擦因子随转向区数目增加而增加;单排管布置时,转向区长度为1.5 mm和转向区数目为3个时,散热器综合性能最好;3排管布置时,转向区长度为3.0 mm和转向区数目为3个时,散热器综合性能最好;多排管布置时,转向区长度和数目优化匹配可有效提高其综合性能,缩小其与单排管布置时综合性能的差距.     

汽车散热器结构参数对空气流动阻力特性影响数值分析

建立了常用的百叶窗汽车散热器空气流动数学模型,对不同空气流速下的空气流动特性进行了数值仿真计算,在此基础上分析了其主要结构参数对空气流动特性的影响.数值计算的百叶窗汽车散热器空气流动阻力与实验值具有很好的一致性.平均相对偏差为4.98%.计算分析结果为百叶窗汽车散热器设计与改进提供了有利依据.     

单排管空冷散热器换热及阻力特性研究

通过试验及数值模拟研究了单排管空冷散热器的翅片侧流动及换热特性,获得了相对翅片间距和相对翅片高度等参数对单排管空冷散热器的翅片侧换热和阻力特性的影响规律.随着单排管空冷散热器相对翅片间距的增大,翅片侧对流换热系数和阻力随之减小;随着相对翅片高度的增大,翅片侧对流换热系数和阻力也随之减小.     

中间辐射体对加热炉内传热过程影响的数值模拟

针对黑体定向辐射技术节能的机理问题，以实验室规模具有中间辐射体的室状加热炉为研究对象，建立了具有中间辐射体的物理模型，以CFD商业计算软件Fluent建立平台计算黑体定向辐射条件下的气体流动、传热、燃烧的三维耦合数学模型，并根据实验结果对数学模型进行验证.研究结果表明:中间辐射体的加入改变了炉体燃烧室内的流动情况及炉墙对钢坯固体辐射的比表面积，分别从气体辐射及固体辐射角度增强了钢坯表面辐射换热强度，燃烧温度降低20K左右，钢坯加热速度提升16.7%，钢坯表面最高温度提升40K.加热效率的提升带来了更好的节能效果.     

变流量工况下的散热器动态仿真

为研究计量供热系统散热器在变流量工况下的动态特性,建立了散热器动态仿真模型。考虑了水流经散热器时的流动延迟,利用Lagrange法的思想,建立了流动过程、滞流过程、过渡过程的微元模型;利用Euler法建立了散热器集总模型;考虑散热量与室温的耦合关系,结合房间温度模型,进行联立求解。北京及天津2个小区采暖系统的测试结果与模拟结果吻合较好。该模型可用于变流量供热系统的节能分析。     

摩托车散热器的热力计算方法

针对常用型式的摩托车散热器，在大量实验和分析计算的基础上，综合归纳合适的关联式，提出了预测摩托车散热器传热及阻力特性的计算方法，计算结果与实验数据吻合。     

热转印色带的制备及性能研究

制备了一种热转印色带,并研究了球磨时间、分散剂等对颜料分散性的影响规律,热容量及油墨结构对色带热转移率等性能的影响。结果表明,由此制备的热转印色带,在热转印条码打印机上实验,印制出了放大系数M =0.76,可以被正确识读的条码符号。为研制开发热转印色带作了基础性探讨工作。     

纵向涡强化片式散热器换热性能的数值分析

为提高油浸式变压器用片式散热器的综合换热性能,在散热器空气侧安装新型六边形翼涡流发生器,通过数值模拟研究涡流发生器的纵向间距、攻角以及形状对片式散热器换热性能的影响,并运用场协同原理从速度场和温度场相协同的角度阐述纵向涡强化换热的机理。结果表明：同等面积下六边形翼的阻力因子较矩形翼有所增大,但其努塞尔数的提高更加显著;当六边形翼C涡流发生器布置间距为60 mm、攻角45°时,速度矢量与热流矢量间的夹角最小,速度场和温度梯度场协同性最好,散热器综合换热性能最佳,比普通片式散热器的综合换热性能提高26.52%。     

Physical quantity synergy in the field of turbulent heat transfer and its analysis for heat transfer enhancement

Based on the principle of physical quantity synergy in the field of laminar heat transfer, and according to the models of zero equation and k-ε two equations for the turbulent flow, the synergy equations for both energy and momentum conservation in the turbulent heat transfer are established. The synergy regulation among heat flux, mass flow and fluid driving force, and the mechanism of heat transfer enhancement it reflects are revealed. The synergy principle of physical quantity in the thermal flow field is extended from laminar flow to turbulent flow. The principle is verified to be universal by the calculation of heat transfer enhancement in a tube with an insert of helical twisted tape. Thus, corresponding to the synergy relation among physical quantities in the turbulent flow field, the performance of convective heat transfer and flow resistance for the tubes with different heat transfer components and surface can be compared through theoretical and computational analysis, which thereby provides a guidance for designing heat transfer units and heat exchangers.     

圆内开缝圆环形空间自然对流的格子Boltzmann模拟

采用耦合热格子Boltzmann模型,对圆内开缝圆环形空间自然对流进行了数值模拟,分析了瑞利数Ra(10~4≤Ra≤10~6)和开缝度S(0.1≤S≤0.4)对环形空间内流动与换热的影响。模拟结果表明:随着瑞利数增加,环形空间内自然对流换热会出现较强的不稳定性,流型转化也较丰富,存在4种流型,稳定的二涡流、四涡流、二涡流和四涡流之间振荡的交变流以及振荡的二涡流;此外,开缝度的改变对环形空间内自然对流换热影响是显著的。随着开缝度的增大,流体更易形成多涡流型,进而增强流体扰动,流动不稳定性增强;另外,增大开缝度虽能增强环形空间内自流换热,但不是开缝度越大越好,而是存在一个最佳临界开缝度。