基于CFD大功率汽车发动机散热器匹配性分析

冷却散热器性能对发动机和整车的正常工作具有重要影响.根据大功率汽车发动机的性能特点和传热理论,对高温散热器、中冷散热器和冷却风扇进行参数设计和选型设计,获得各单元的性能曲线.对三者之间的匹配性进行分析,获取标定点的冷却空气流量和效率;根据组成单元影响系数,对系统的效率进行计算;基于外循环阻力最小原则,对发动机的整个冷却系统进行系统布置;采用CFD分析和冷却试验台相结合的方法对系统进行性能验证.结果可知:标出点的空气流量约为14 kg/s,静压约为800 Pa,效率为68％;通过冷却系统各部分影响系数对估算系统效率68.92％,实际空气流量为14.34 kg/s,与设计值基本一致;采用CFD仿真分析和试验测试结果误差在5％以内,冷却系统满足发动机的冷却需求,系统的设计是正确的.该冷却系统匹配设计计算方法,对实际工程应用具有重要意义.     

应用CFD汽车发动机散热器冷却性能影响分析

散热器是汽车发动机冷却系统重要的组成部分,直接影响到发动机的正常工作。采用流体动力学理论计算方法和CFD软件对散热器的传热特性进行计算分析与数值模拟。基于CFD建立散热器单元的分析模型,对其传热特点及传热系数进行分析;对散热器整体进行建模分析,得到散热器内部速度场、温度场和压力场的仿真分析,得到的仿真结果与冷却系统试验台数据进行对比分析;在此基础上,利用模型分析翅片尺寸,主要包括翅片厚度δ、翅片间距L_p、翅片间隙L_a、翅片宽度L_h、翅片长度L_d等参数对散热性能的影响规律。结果可知:散热器单元随着外部冷却空气流速的增加,换热系数升高;试验与仿真结果的分析误差控制在3%以内,说明模型分析的准确性;随着翅片宽度增加,翅片表面传热系数会有一定程度的提高;翅片长度及翅片间隙过大或过小都会使翅片表面传热系数有所下降;而随着翅片间距和翅片厚度的增加,相关参数则减小;分析内容和结果为此类设计提供参考。     

基于计算流体力学汽车冷却系统散热器分析

散热器是汽车冷却系统重要的热交换单元,是复杂的气热交换单元。根据汽车冷却系统发动机散热的热点,基于传热理论和流体力学理论,根据冷却系统冷却风量需求,对散热器相关结构尺寸和参数进行设计分析;基于计算流体力学,选取一段翅片数为24的散热器单元体进行建模分析,获得速度场、温度场等的分布规律,获取相关参数的影响特性;建立3列8排简化散热器模型并进行分析,对比分析吹风式和吸风式两种布置模式,获取最优设计形式。结果可知:随着翅片间距和翅片厚度的增加,翅片表面传热系数均有不同程度的降低;而随着翅片宽度增加,翅片表面传热系数会有一定程度的提高;在不受外界空气条件影响的情况下,散热气内部流场分布在吹风式和吸风式条件下差别不大。但如果考虑到车辆行驶条件下的迎面吹来的风,吸风式风扇更适合于发动机散热器的冷却;分析设计为同类设计提供重要参考。     

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.     

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。     

汽车高低温散热器连接方式对散热影响的研究

散热器是汽车冷却系统的核心,对整车正常运行具有重要影响。现代汽车冷却系统多由高温、低温散热器组成,而两部分串联、并联不同的布置形式对冷却系统散热效果和流场分布具有重要影响。基于以上特点,搭建了不同布置形式的散热器二维仿真模型,对比两种形式散热器的散热效率、散热特点等;搭建三维模型,分析内部温度场、速度场等分布及出入口温度变化;搭建车辆冷却试验系统平台,对模型仿真结果进行验证分析。分析结果可知:串联式散热器散热效率略高,但由于发动机一泵两路的散热形式,并联形式散热器适用范围更广,对高温恶劣情况的耐用性更好;而并联式散热器进水口位置不佳,散热器没有充分利用冷却资源;试验验证模拟分析的准确性,分析结果对改进冷却系散热器的设计有重要指导意义。     

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...     

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%。     

基于流动换热特性管带式散热器结构优化

根据管带式散热器结构特点,获得影响散热面积的主要参数.基于CFD对散热器的流场进行分析,获得流场的内部流动细节;通过流体耦合传热计算获得散热器的传热系数;采用多孔介质代替散热器芯体对散热器整体进行仿真,获得冷却管束内热流分布情况;基于上水室入口位置对散热器散热的影响分析,对散热器进出水口的相对位置进行优化;对比分析冷却管间距对散热器压损和散热能力的影响,获得最佳翅片间距对原型散热器进行改进设计.结果可知:基于散热器流动换热特性,对管带式散热器进行结构优化,结果可知:根据最小热阻理论,流体会选择阻力最小的路径,散热器进出水口左上右下的布置中流体会先垂直通过冷却管,然后在下水室内混合从出水口流出,设计最优;对于双侧波纹散热带的管带式散热器,可以提高原型散热器芯体的密度,在加工工艺允许的情况下选择较小的翅片间距.若将散热器的翅片间距优化为3 mm,气侧的总散热面积、阻力均满足要求,而整个散热器质量减少38.21 kg,可节省成本1604.82元.研究内容和分析结果为同类设计提供参考.     

基于CFD数值模拟的中冷器导流装置性能研究

基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)方法,对某款中冷器导流装置的分配性能进行研究。把中冷器在有、无导流装置作用时的数值模拟结果作比较,定性和定量分析导流装置对中冷器芯子流道间流体均匀分配的作用,并进一步分析了质量流量变化对导流装置分配作用的影响。结果发现,导流装置能显著提高中冷器的流体分配的均匀性;同时增加导流装置以后,对中冷器的压降不会带来较大的增加,不会影响整车的油耗。研究结果为进一步改进中冷器的气室结构,改善中冷器的流动分配的均匀性提供必要的理论依据。     

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Matlab的汽车散热器性能数值计算

散热器是汽车冷却系统中最重要的部件之一,它对车辆的动力性、可靠性及经济性有重要影响。目前百叶窗的管带式散热器的应用较为普遍,对其冷侧与热侧的换热与压降建立了有效的数学模型,最后通过ε-NTU法在Matlab中迭代计算出散热器的风阻、水阻和散热性能,结果显示散热性能与试验误差小于±5%,风阻误差在±10%以内,为汽车散热器产品在设计开发及性能优化改进等方面提供了一定手段,同时也为汽车散热器样品性能评估提供了便捷的验证手段。     

基于RSM的汽车散热器翅片性能优化设计

为了在保证翅片综合性能评价因子JF不衰减的情况下,力求减轻翅片重量、提升百叶窗翅片式散热器的气侧性能,在计算流体力学(CFD)的基础上,分别以百叶窗翅片与散热器整体为对象依次求解换热性能,并通过风洞散热试验验证了该仿真方法的可靠性。借助上述CFD数值仿真方法,依据L25(56)正交试验表研究了气侧结构参数对各评价指标的敏感程度。经Box-Behnken试验拟合出综合性能评价因子JF、换热因子j及质量评价指标m/Fp关于各敏感参数的代理模型,联合求解优化数学模型得到了质量更低、性能较优的百叶窗翅片参数组合。经进一步仿真验证,优化后百叶窗翅片的质量减轻了约15. 5%,综合性能评价因子JF与换热因子j大致保持不变。     

汽车散热器密封性能检测新方法

介绍了汽车散热器（汽车水箱）干式自动检漏仪对散热器的密封性指标进行快速定量检测的传感器原理,仪器系统的硬件、软件的设计以及检测气路的设计,给出了仪器检测标准的近似计算公式并在实测中加以验证。     

汽车散热器清洁装置设计与研究

为增强汽车散热器的散热效果,提高冷却系统工作效率,进而保证车辆动力系统稳定工作,针对汽车使用的散热器设计了一种新型的清洁装置,并对其性能进行研究分析。分析了散热器清洁装置的功能要求并进行结构分解,确定了设计方案并对装置进行设计,其中包括导流装置、吸尘腔、百叶窗装置、集尘装置及导轨装置等5个功能机构的设计方案;运用FLUENT软件进行流体力学分析,验证了该散热器清洁装置的有效性。     

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。     

合金元素对汽车散热器用铜合金性能的影响研究

在汽车散热器用Cu-Zn系铜合金添加了不同含量的合金元素Sr或Y,并采用不同工艺对其进行了热处理,测试和分析了其进行了晶粒尺寸、拉伸性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能的测试与对比分析。结果表明,合金元素Sr或Y的添加,尤其是复合添加合金元素Sr和Y,有利于提高汽车散热器用Cu-Zn系铜合金的拉伸性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能;与未添加合金元素的铜合金相比,复合添加合金元素Sr和Y可使铜合金的室温抗拉强度增加87MPa、腐蚀电位正移358mV。     

汽车散热器的优化设计及传热性能分析的研究

随着科学技术和汽车工业的蓬勃发展,对发动机散热器的性能的要求也越来越高,目前百叶窗的管带式汽车散热器得到普遍的应用,在保证散热器具有足够的散热性能的前提下,体积小,耗材要少,效率更高成为散热器发展的必然趋势,我公司是根据理论分析和在实际工作中的实验数据及新材料的不断涌现,建立管带式散热器传热与阻力预测模型.在满足传热和阻力的要求下,提出了散热器芯体结构参数优化的方案,以达到减少耗材和降低厂家生产成本的目标.最后形成管带式散热器设计、校核、优化一体的设计分析.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.运用图解的方法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.     

汽车散热器发展浅析

在阐述汽车散热器构造的基础上,对比分析了铜质与铝质散热器性能上的差异,为进一步研究汽车散热器的相关问题奠定了基础。