車輛典型熱交換器流動(dòng)傳熱微觀機(jī)制研究及性能優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)代車輛技術(shù)的發(fā)展要求冷卻系統(tǒng)為整車經(jīng)濟(jì)性能、排放性能、可靠性和舒適性等指標(biāo)的全面提升“保駕護(hù)航”，即現(xiàn)代車輛冷卻系統(tǒng)要求既能各種運(yùn)行工況下的散熱需求，保證關(guān)鍵零部件可靠工作，又要盡量減少能量損失，提高系統(tǒng)熱力效率。毫無疑問，冷卻系統(tǒng)中各個(gè)熱交換器的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)是先進(jìn)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而流動(dòng)傳熱傳質(zhì)的相關(guān)理論及影響機(jī)制又是換熱器以及系統(tǒng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的重中之重。近年來，盡管各種強(qiáng)化傳熱技術(shù)不斷取得進(jìn)展并付諸應(yīng)用，但是它們普遍存在一個(gè)問題

2、，即以更多的流動(dòng)阻力增加換取了傳熱強(qiáng)化的效果?？梢哉J(rèn)為，研發(fā)理想冷卻系統(tǒng)的最大瓶頸在于流動(dòng)傳熱理論的不完善以及不甚清晰的流動(dòng)傳熱微觀影響機(jī)制。
　　本文主要是遵循流動(dòng)傳熱細(xì)微化和計(jì)算精確化這個(gè)引導(dǎo)趨勢，研究流動(dòng)傳熱性能的影響因素并進(jìn)行機(jī)制分析；并實(shí)現(xiàn)換熱單元溫度場分布可視化，以驗(yàn)證本文采用的數(shù)值仿真方法。本文的主要研究內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：
　　溫度場可視化實(shí)驗(yàn)搭建流動(dòng)傳熱性能研究的數(shù)值仿真平臺(tái)，并設(shè)計(jì)溫度場可視化實(shí)驗(yàn)臺(tái)，

3、實(shí)現(xiàn)換熱翅片表面?zhèn)鳠崆闆r的可視化，以此驗(yàn)證并完善適用于換熱單元熱力性能計(jì)算的數(shù)值仿真平臺(tái)；
　　典型換熱單元的流動(dòng)傳熱分析對車用三種典型換熱器的換熱單元進(jìn)行流動(dòng)傳熱性能的計(jì)算，探索影響性能的微觀因素并分析機(jī)制，確定相對最優(yōu)的翅片結(jié)構(gòu)尺寸以及匹配形式；
　　換熱器整體流動(dòng)傳熱分析數(shù)值仿真兩種車用換熱器整體熱力性能，探索性能影響機(jī)制并進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及性能優(yōu)化設(shè)計(jì)，尋求提高換熱器性能的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
　　流動(dòng)傳熱性能分

4、析方法在數(shù)值仿真流動(dòng)傳熱性能的同時(shí)，尋求適合于熱力性能數(shù)據(jù)分析的方法。
　　通過上述研究工作，本文獲得了以下主要結(jié)論：
　　(1)將紅外攝像技術(shù)與流動(dòng)傳熱性能測試實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)換熱單元溫度場的可視化研究，為仿真研究流動(dòng)傳熱性能提供了驗(yàn)證手段；
　　(2)通過對換熱單元進(jìn)行熱力性能仿真，得到了典型換熱器中紊流片與散熱帶的最優(yōu)化匹配形式，分析了翅片結(jié)構(gòu)等參數(shù)對性能的影響機(jī)制并進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化；
　　(3)通過對換

5、熱器整體熱力性能的仿真和實(shí)驗(yàn)研究，分析了熱力性能的影響因素以及影響機(jī)制，可以從冷、熱側(cè)出入口位置、流道內(nèi)翅片排列形式以及冷卻工質(zhì)等角度優(yōu)化換熱器的熱力性能；
　　(4)將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、靈敏度分析技術(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)等與仿真技術(shù)相結(jié)合，可以拓展研究思路，提高熱力性能分析效率。
　　本文采用數(shù)值仿真研究方法結(jié)合部分實(shí)驗(yàn)工作，研究了換熱單元以及換熱器的熱力性能，分析了性能影響因素以及影響機(jī)制，并從不同的角度研究了性能優(yōu)化途徑，