工程車輛散熱器散熱機(jī)理及選型方法研究.pdf

1、散熱器性能不足的問題一直困擾著國內(nèi)工程車輛制造商，徐工集團(tuán)作為國內(nèi)最大的工程機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)之一，目前研究重點(diǎn)集中在散熱器性能優(yōu)化和選型方法。由于散熱器工程計(jì)算中需要確定的微觀參數(shù)無法通過工程計(jì)算得到，其計(jì)算結(jié)果精度無法滿足工程要求。本論文依托徐工XGSX04-58散熱器選型項(xiàng)目，利用Fluent數(shù)值分析結(jié)合工程計(jì)算分析了平直板翅和錯(cuò)齒板翅的散熱機(jī)理并提出了散熱器選型的可行方法。在項(xiàng)目的研發(fā)中，有效改善了XGSX04-58散熱器的散熱效率。

2、論文的主要工作內(nèi)容有:
　　(1)根據(jù)Fluent要求，計(jì)算流體力學(xué)和數(shù)值傳熱學(xué)相關(guān)知識(shí)，針對(duì)項(xiàng)目研究對(duì)象XGSX04-58散熱器建立數(shù)學(xué)模型，選擇離散格式和離散方程解法。對(duì)散熱器性能微觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):傳熱因子、摩擦因子的意義和計(jì)算方法進(jìn)行介紹，根據(jù)數(shù)值仿真環(huán)境和結(jié)果簡化工程計(jì)算方法，并將計(jì)算得到的散熱器散熱量及風(fēng)壓損失作為散熱器性能的宏觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為散熱器選型提供依據(jù)。
　　(2)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際調(diào)研情況，簡要介紹了板翅散熱器生產(chǎn)

3、過程，定性分析了平直翅片板翅散熱器和錯(cuò)齒翅片板翅散熱器的性能優(yōu)劣。針對(duì)項(xiàng)目提供四組散熱器的結(jié)構(gòu)單元建立物理模型和計(jì)算域，劃分網(wǎng)格，并加密關(guān)鍵部位網(wǎng)格，進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證。最終確定了網(wǎng)格尺寸及數(shù)量。
　　(3)本文利用Fluent對(duì)四組散熱器空氣側(cè)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行數(shù)值仿真，分別對(duì)平直翅片和錯(cuò)齒翅片在不同進(jìn)風(fēng)風(fēng)速下的傳熱及空氣流動(dòng)情況進(jìn)行分析。結(jié)合場協(xié)同理論，對(duì)相同進(jìn)風(fēng)風(fēng)速下平直翅片和錯(cuò)齒翅片內(nèi)部傳熱及空氣流動(dòng)情況進(jìn)行了對(duì)比。分別擬合得到

4、傳熱因子、摩擦因子與雷諾數(shù)的關(guān)聯(lián)式，關(guān)聯(lián)式在雷諾數(shù)為3000到6000之間適用。計(jì)算并擬合得到散熱量、風(fēng)壓損失與進(jìn)風(fēng)風(fēng)速的關(guān)聯(lián)式，根據(jù)仿真和計(jì)算結(jié)果從四組翅片結(jié)構(gòu)中選出綜合性能最佳的散熱器結(jié)構(gòu)。
　　(4)在徐工研究院完成了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。從比較結(jié)果可以看出:數(shù)值仿真得到的傳熱因子和摩擦因子與實(shí)驗(yàn)值誤差分別約為14％和13％，散熱量及風(fēng)壓損失的誤差分別約為6％和7％，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求，說明仿真及