燃料电池发动机冷启动进气预热系统性能研究

为了分析冷启动过程中质子交换膜燃料电池发动机的空气加热系统的工作性能,采用ε-NTU方法和CFD仿真技术得到了双流程换热器内部的温度分布,研究了冷却液温度和流量对整体散热器的换热性能的影响。通过比较发现模拟值与测试数据的误差小于10%,表明仿真模型和采用多孔介质模型的研究方法的可行性。根据仿真结果,采用遗传算法得到了该系统采用的铝制散热器的冷却液的最优参数组合,研究结果为优化空气预热系统,提高散热器的冷却效率提供了指导。     

工程车辆散热系统数值分析与改进

为了对工程车辆散热系统研究并改进散热器的散热性能,以工程车辆散热系统为研究对象,通过对工程车辆建立三维模型,应用CFD数值仿真的方法对工程车辆散热系统进行仿真分析,针对散热性能不足、进气量小等问题进行了改进,增加动力舱进气口,同时加大了风扇转速。结果表明:改进前后各散热器的热流体出口温度有所降低,其中冷却液降低幅度最大达到6.67%,液压油温度降低幅度为2.99%。通过数值仿真结果可以看出:改进后散热器的散热性能有所提升,该研究为今后工程车辆散热系统的优化提供了一定的参考。     

柴油机机油散热模块参数优化与试验研究

为了研究重型柴油机机油散热模块在不同工况下的传热性能,借助CFD软件对流固耦合传热模型进行了稳态数值模拟;将翅片区域简化为多孔介质,得到了不同条件下散热器的换热性能。研究结果表明:当冷却液流量越大、温度越低时,散热功率越高;当机油温度越高时,散热功率越大,温度每升高5℃,功率增加约10%;机油的流量在70L/min时散热器的综合性能最好。对比试验结果和仿真结果,误差在允许的范围内,表明了此研究方法的可行性。模拟结果对散热系统的优化设计提供了有价值的参考。     

基于CFD的装载机散热性能研究

根据装载机的结构尺寸,建立风洞分析的三维模型,采用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)数值方法分析虚拟风洞中装载机模型的散热性能,分别得到空气矢量图和温度分布图。根据仿真分析的结果,找出导致整机高温的因素并提出改进措施。研究表明优化的风道能大幅提高散热性能。研究结论为后期装载机机罩的优化设计和散热器的合理布置等提供重要参考依据,能够满足企业对产品的快速设计及改进优化的需求。     

汽车散热器性能试验与仿真研究

基于汽车散热器性能试验的相关标准及方法,研制一种高精度汽车散热器散热性能试验台,试验结果表明空气侧与介质侧换热量比值范围为0.96~1.00,满足并且优于散热器标准试验台的测试标准。根据试验结果和理论研究,建立百叶窗翅片散热器数学模型,在MATLAB环境下设计根据散热器计算长度确定出口状态的迭代算法,编写仿真程序,建立性能仿真模型,仿真结果与试验结果吻合较好,空气侧换热量相对误差<4.5%,介质侧换热量相对误差<4.7%,空气侧压降相对误差<7.6%,介质侧压降相对误差<9.5%。     

基于AMESim散热器串并联布置对性能影响分析

发动机高温散热器和附属中冷散热器的布置形式对整体散热影响较大.针对散热器、中冷器、冷却水泵等主要结构进行建模和参数设计,基于AMESim搭建发动机热管理系统模型,参考试验数据对换热系数进行拟合;基于模型对散热系统性能进行分析;根据高温散热器和中低温散热器的串并联布置形式,获取发动机进出口冷却液温度,对比两种布置形式的优缺点;结果可知:散热系统满足发动机散热要求;散热器冷却空气进气侧在并联系统中为环境温度,比串联系统温度降低4.55℃;相对于串联的布置形式,将散热器和中冷器正面面积减半并联布置后,发动机出口温升提高1.41℃,回水温差提高2.22℃,对发动机的性能影响较小,但整车结构变得更加紧凑,空间得到了更加充分的利用;但并联式管道布置比并联式复杂,在实际中应综合考虑.     

车辆散热器冷热侧耦合散热的数值模拟研究

为缩短发动机冷却系统散热性能匹配设计开发周期,介绍了一种快捷、可靠地计算散热器性能参数的数值模拟方法。通过对散热器进行换热风洞试验研究,分析其在一定水流量条件下,换热功率、出水温度与迎面风速的关系。然后根据原始几何参数建立了散热器计算域物理模型,分别采用多孔介质模型和双流换热器模型表征散热器芯体翅片结构和热交换模型,采用CFD数值模拟方法对散热器冷、热侧耦合散热进行仿真分析,得到散热器换热功率和出水温度分析数据,并与试验数据进行对比,误差在以内,验证了此模拟计算方法的可靠性。     

车辆发动机散热器冷却性能匹配性分析

散热器是汽车发动机冷却液与空气进行热交换的设备,直接影响到整车运行的稳定性和安全性.针对大型车辆用管芯式散热器冷却性能匹配性进行分析,采用软件仿真分析方法,分别搭建单元和整体模型,通过改变冷却风速和风量,获得散热器的阻力特性曲线和回归方程,使其与冷却风散的性能曲线和回归方程进行匹配,获得通过散热器的最佳风量和最佳入口风压;分析在最佳工作状况下,散热器出口的水温,检验散热器是否满足发动机的散热需求;并采用试验台架对分析结果进行检验.结果可知:散热器的最佳风量和最佳入口风压,分别为15.77m3/s和751.46pa;对最佳工况下,散热器出口的水温大约为80℃,高于规定的最低温度,可以满足发动机的散热需求;模拟仿真与试验结果基本一致,误差在2％以内,为同类设计提供参考.     

汽车散热器的结构参数对冷却性能影响分析

散热器通过翅片表面实现冷却空气与冷却液之间热交换,翅片的布局将直接影响到散热器的冷却性能。针对翅片的结构参数影响进行分析。根据翅片的结构特点,获取表面散热带面积的数学模型,分析主要影响因素。采用计算流体力学方法,搭建8*3散热器的冷却场分析模型。分析不同的翅片间距、厚度及宽度等,对散热器冷却性能的影响,获得参数的影响规律。依托于汽车散热器冷却系统试验台,对翅片参数变化的影响进行试验测试,并对仿真分析进行验证。结果可知：散热器的翅片间距、厚度与散热面积呈负相关,而宽度则呈现正相关;冷却液沿翅片流动方向的流场分布稳定,而在冷却风流动方向则呈现阶梯变化;无外部因素影响时,出入口冷却空气设置对散热器冷却性能影响较小;考虑车辆行进方向时,吸风布置的散热效率更高;相同工况和参数条件下,散热器温差的试验测试结果与模型仿真分析变化趋势一致,且温差的误差控制在3%以内,表明模型分析的可靠性与准确性,为此类设计和生产提供重要参考。     

电池液冷系统冷却板厚度对散热性能影响研究

带冷却板的电池液冷系统因体积较小、结构稳定及冷却效果好,得到了普遍的关注。之前的学者对冷却板材料、管路结构、环境温度和冷却液入口状态对冷却板散热性能的影响做了较多研究,但对于冷却板厚度对散热性能影响的研究却很少,因此利用流体力学仿真工具,对不同厚度冷却板的冷却模型进行有限元分析。结果显示,不同厚度冷却板下,电池模块温度变化较小,但冷却液出入口压降值变化较大。又进行不同放电倍率下,冷却液入口状态参数(温度与质量流率)的研究,发现冷却液入口温度与电池模块最高温度、最低温度之间呈线性变化;冷却液入口质量流率的变化可以同时引起电池模块最高温度和模块间温差的变化。     

汽车翼型百叶窗翅片散热器性能对比分析

为了提高某汽车管带式散热器的综合性能,保证车辆正常行驶的稳定性,根据厂商提供的散热器几何参数,对其进行性能分析、仿真计算与结构优化。建立该管带式散热器单元体模型并进行数值计算,将仿真结果与试验数据对比,以验证该仿真模型的准确性。在保持散热面积近似不变的前提下,将NACA0018翼型作为百叶窗翅片的结构特征,将传统百叶窗翅片和翼型百叶窗翅片采用相同的方法仿真计算,获得散热器空气侧的换热系数和压力损失,进而计算JF评价因子并比较。结果表明:原散热器的仿真结果和实验数据进行对比,换热系数和压力损失误差最大值分别为4.93%、4.38%,在可接受范围之内,验证了仿真的准确性;在空气速度为2～12m·s-1的区间内,改进后的散热器的JF因子要高于原散热器,当空气流速为12m·s-1时,改进后散热器的JF因子高出约13.58%。     

一种高效散热器的设计

液态金属相比传统冷却液具有更高的导热系数,且液态金属的高电导属性使其可以采用无任何运动部件的电磁泵驱动。文中集合了液态金属高效导热技术及强迫风冷对流散热技术的优点,将液冷与风冷结合,设计了集液态金属、压电陶瓷风扇、电磁泵及一体化冷板于一身的低能耗、小体积、高可靠新型高效散热器。并采用有限体积法对散热器进行仿真分析,得到散热器的温度分布以及散热能力;同时利用热电偶和红外成像仪开展散热器散热能力的实验测试,测试结果验证了仿真分析的准确性,证明了该散热器的高效散热能力。     

基于计算流体动力学的板翅式散热器传热性能研究

为了提高板翅式散热器的传热性能,采用遗传算法对锯齿翅片的结构参数进行了多目标优化。根据优化结果建立了散热器单元流道三维物理模型,采用计算流体动力学的方法对其温度场进行了仿真研究,得到了新翅片的传热因子、摩擦因子和综合性能评价因子。仿真结果表明:优化后翅片的传热性能得到了提高;铜翅片的传热性能优于铝翅片的。通过风洞试验验证了仿真结果的有效性。     

基于CFD汽车散热器布置形式对性能影响分析

中冷散热器和高温散热器是汽车散热器的重要组成单元,二者的布置形式对整体的冷却性能具有重要影响。根据散热器的工作特点和散热量需求,对高温散热器和中冷散热器的参数进行设计,基于CFD分析技术建立散热器二维和三维分析模型;建立横向同种材料布置、横向异种材料布置、纵向异种材料布置、纵向同种材料布置等四种对比模型,获取不同模型的冷却风量流速、进出口温度变化等。搭建冷却系统试验平台,分别在中冷器前方指定位置进行纵向遮挡和横向遮挡,获取冷却风速和进出口温度变化。通过仿真分析和试验方法对比分析中冷散热器与高温散热器不同布置形式对冷却性能的影响。结果可知:四种布置形式通过的空气质量流量占百分比和面积占百分比的比例基本一致;横向异种材料布置形式的散热效果最佳,优于其他布置形式,主要原因是横向布置,散热管路与冷却空气的接触面积更大,更有利于冷却液与冷却空气之间的换热;异种材料布置更能提升换热效果;试验分析验证了仿真分析的准确性,为设计有隔断的散热器散热面积的确定提供了参考依据。     

装载机独立冷却模块散热性能分析

为了提高装载机散热系统的换热性能,保证整车工作的稳定性,以轮式装载独立冷却系统为研究对象,采用NTU方法对独立冷却舱内部热环境进行了CFD预测,得到了独立舱内部流场和温度场的分布,并对仿真结果进行了试验验证,证明了计算模型的有效性。分析了顶部开口对进气流量和散热器换热效率的影响,同时对比了各个散热器不同布置方式对整个系统散热性能的影响。设计了四种不同的结构方案,对比分析了四种方案下散热模块的换热量,得到了最佳的设计方案。研究结果表明:顶部开口能够增加独立舱的进气流量和各个散热器的散热性能。研究结果对装载机整车热管理提供了指导。     

集成T 形分液器的微通道散热器设计与实验

微通道散热器具有热阻低、效率高、可与芯片集成加工等诸多优良特性,在电子设备散热领域具有非常广阔的应用前景,但传统微通道散热器存在通道内部流量不均匀、温度均匀性差的缺点。针对这些问题,文中设计了一种具有倒T 形冷却液分配器的新型结构微通道散热器,以解决传统微通道散热器温度均匀性问题。仿真结果表明,在相同条件下,新型微通道散热器的最高温度比传统微通道散热器的最高温度降低了7.422 3 ℃,温度均匀性提高了6.351 57 ℃,进出口压降小了33 kPa。文中根据仿真结果研制了实验样件和实验系统。实验结果表明,该新型微通道具有好的温度一致性,在总发热功率为1 440 W 时,温度均方差小于2 ℃,并且仿真结果和实验测量结果的最大误差和平均误差分别为6.8% 和1.37%。     

某型飞机LED航行灯散热器设计及研究

发光二极管(LED)以其节能、环保、寿命长等出色性能在照明产业得到空前发展,LED已经广泛地运用于航空照明领域。以某型飞机航行灯改装LED灯为研究背景,在原来白炽灯插座基础上设计出LED散热器结构。运用ANSYS Workbench构建三维模型,用其稳态热分析模块进行热仿真。采用实验和有限元数值模拟相结合的研究方法,对LED散热器的散热性能进行了研究。结果表明:该散热器能有效降低LED结温温度,满足LED航行灯的散热要求。     

新型收腰管散热器散热性能的数值模拟研究

文中利用CFD仿真分析方法,对管片装配式的一种新型收腰管型散热器和以往椭圆管和扁管的汽车散热器分别建立三维数值仿真模拟,通过计算得到散热单元模型的流动细节与换热规律,获得管外空气的温度场、速度场和压力场分布。根据结果分析得到三个管的散热性能:收腰管扁管椭圆管。     

基于Flowmaster牵引电机冷却系统建模分析

电机温度升高会对牵引电机性能的稳定产出生不利影响,为使牵引电机在温升限度内安全运行,保证牵引电机具有良好的散热条件,一般都为电机设计独立的冷却系统。基于牵引电机冷却系统性能和结构特点,建立牵引电机冷却系统计算模型,对冷却系统管网进行解算,分析散热器迎风面积、通风流量、空气温度等对牵引电机温升的影响,为冷却系统各部件的选型提供理论参考。搭建牵引电机温升试验平台,获得电机内温度随负载和冷却液流量变化的关系。通过试验对仿真结果进行了可靠性验证,可以看出,数值模拟是研究牵引电机冷却系统流动与传热问题的重要手段,对冷却系统的设计具有重要指导意义。     

基于迭代计算的汽车散热器性能分析方法研究

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,采用局部迭代法,计算出整体散热器的换热性能。同时利用多孔介质代替散热带的方法,模拟计算出散热器的阻力特性。研究结果表明:运用数个局部模型的计算结果可以估算出整条散热带的仿真散热量,将散热器总质量流量的平均值作为每个扁管入口质量流量估算散热器的仿真散热量是可行的。局部迭代法和多孔介质模型模拟计算的结果与试验结果吻合,为整体散热器的性能分析提供了新思路。