基于流动换热特性管带式散热器结构优化
2021-11-22冯晓莉
机械设计与制造 2021年11期
叶 莉,冯晓莉
(1.扬州工业职业技术学院,江苏 扬州 225009;2.扬州大学,江苏 扬州 225009)
1 引言
散热器作为发动机重要的附属结构单元,是发动机散热的重要换热单元。散热器将冷却循环液从发动机缸套带来的热量,通过散热管和翅片等散发传递到流过散热的空气中,实现热量的传递,保证发动机工作在合理的温度范围内[1]。散热器的尺寸必须满足安装要求,因此在有限的空间内,设计散热效率最高的散热器是必须面对的问题,对此进行分析具有重要的应用价值。
学者对散热器进行了一定的研究:文献[2]采用试验方法对不同散热器的布置形式对散热效果的影响进行分析;文献[3]采用建模仿真的方法对影响散热器的参数进行分析,获取影响规律,进而对结构进行优化;文献[4]分析不同的散热器管道结构布置对散热效率的影响;文献[5]采用计算流体力学方法对发动机冷却系统的匹配特性进行分析,以获取最优的设计组合。根据散热器结构特点,基于散热器CFD流场分析,获得影响散热面积的主要参数。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;因此获得最优设计,并与原设计进行参数对比。
2 管带式散热器结构
为了增加散热面积,在冷却管外布置散热片或散热带增加传热面积,常用的散热带有管片式和管带式两种[6],如图1所示。……
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