車用百葉窗翅片式散熱器內耦合傳熱的數(shù)值模擬與優(yōu)化.pdf

1、散熱器作為汽車冷卻系統(tǒng)關鍵部件，其散熱能力強弱直接關系到整個發(fā)動機工作性能。源于此，以高效散熱性能為目標的散熱器結構設計便至關重要。鑒于百葉窗翅片換熱效率高、結構緊湊等優(yōu)點，本文對其耦合傳熱機理進行研究，以期實現(xiàn)散熱器結構的優(yōu)化設計。
　　首先針對普通矩形百葉窗翅片建立三維數(shù)值模型，研究散熱器內耦合傳熱計算方法。通過將計算結果與實驗測試結果和經(jīng)驗關聯(lián)式結果對比，驗證所建模型和計算方法的有效性。基于此，提出了一種斜針形百葉窗翅片。對

2、不同工況、不同結構參數(shù)斜針形翅片換熱性能進行對比分析，藉此研究其斜針角度和換向區(qū)兩側翅片數(shù)目的優(yōu)化設計方法。最后，借助回歸分析得到傳熱因子 j和摩擦因子f的擬合關聯(lián)式，以綜合換熱因子13j/ f值為評價指標對窗翅角?和百葉窗間距Lp進行優(yōu)化。主要結論如下：
　?。?）將斜針形百葉窗翅片和矩形百葉窗翅片的綜合傳熱性能進行了對比，結果表明： LpRe在400～1200的范圍內時，斜針形百葉窗翅片的摩擦因子 f比矩形百葉窗翅片低20.7

3、％，傳熱因子j比普通矩形百葉窗翅片高11.2％；
　?。?）在其他結構參數(shù)相同的情況下，窗翅角和翅片厚度越大，其換熱系數(shù)和壓降越大，且隨著迎面風速的增大，換熱系數(shù)和壓降隨之變大；
　?。?）窗翅間距比 pL p/F在0.6～1.7的范圍時，斜針形百葉窗翅片有效與低效流動發(fā)生在 pL p/F為0.9～1.1范圍內；且斜針形百葉窗翅片結構的換熱系數(shù)在 pL p/F=1.52時最大；
　?。?）四種斜針角偏向中，換向區(qū)兩側斜

4、針角呈對稱相對偏向布置方式時，綜合換熱性能最好，相較于與其他三種形式，其壓降最大減小值可達15.4％；
　?。?）當斜針角?處于10°～15°范圍時，斜針形百葉窗翅片的綜合性能最好，考慮到加工難度及經(jīng)濟性，最佳的斜針角推薦取在15°左右；
　?。?）對斜針形翅片的窗翅角進行優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在窗翅角為28.9°時，綜合換熱性能最好。對斜針形百葉窗翅片間距進行優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，在百葉窗間距Lp取0.902 mm時，綜合換熱性能最好，且隨著百葉