发动机热管式中冷器热力性能优化设计的研究

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1、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：丕C彩两签字日期：2卟年6月2)日导师签名：L／辛苫2签字日期：己·，-年孑月夕日簧；●I■—]●●弋I‘q：。3中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文发动机热管式中冷器热力性能优化设计研究StudyofTherma

2、lPerformanceOptimizationonEngineHeatPipeIntercooler作者姓名：刘晓丽导师姓名：徐宇工学位类别：工学学科专业：动力机械学号：08121922职称：教授学位级别：硕士研究方向：新结构换热器研究北京交通大学2010年6月0-r一▲一●一致谢两年的研究生生活即将结束，时间虽然短暂，但在此期问感受到的一切将使我终身受益。没有徐宇工老师的悉心指导，本论文是无法完成的，每次遇到难题时，徐老师总是能循循善诱的引导我去深入的理解和分析。但是徐老师给予我更多的财富是在做人上，从徐老师那里，我学会了如何面对困难，如何面对未来的人生，我会牢记徐老师的教导，认真

3、的走过生活中的每一步。在论文的完成过程中，乔国辉师兄和王凯师兄给予了我很多帮助，从他们身上学到了很多知识，在此向他们表示感谢!感谢北京协力伟业电力电子有限公司的刘树华董事长、黄广和陈来军工程师及其他员工在试验中给予的合作和指导，真诚的感谢他们。感谢北京交通大学曾给予我关怀、指导和帮助的各位老师。感谢同班的各位同学在此期间对我的帮助和鼓励。最后诚挚地感谢在百忙中评阅本论文的诸位专家!J1JJ●一中文摘要摘要：随着柴油机功率密度的不断提高，增压中冷作为提高发动机动力性、经济型和排放性的重要手段，越来越多地应用到高强化柴油机的丌发中。增压的作用就是通过提高进气压力使进入气缸的空气密度增加，从

4、而增加充气量，但是随着增压强度的增大，进气温度的显著升高阻碍了内燃机性能的进一步改善。中冷器是实现进气冷却的关键部件，因此，一些著名的中冷器生产商及其研究机构，不惜投入巨大的人力物力资源，以期研制开发出更先进、更完善的中冷器产品。基于高效中冷器的设计要求和热管换热器的特点及其广泛的应用，针对大功率柴油机增压中冷系统中的换热元件，采用热管散热技术不失为一项有意义的探索。本文根据传热学理论，通过对热管换热器和中冷器的设计计算方法的归纳与总结，运用VisualBasic语言编制了热管式中冷器的热力设计计算程序，实现了热管式中冷器的程序化设计。本文对空．空中冷器的特性做了分析，确立了中冷器热力

5、性能优化设计的数学模型，同时基于优化理论的发展，对换热器结构优化设计的方法进行了研究，将自适应遗传算法应用到热管式中冷器的热力性能优化设计中，利用VisualBasic编制了优化算法模块。针对某型号柴油机管翅式中冷器设计要求，利用优化设计程序确定了热管式中冷器的结构尺寸，并分析了热管换热器各结构参数对其热力性能的影响，为热管式中冷器热力性能优化参数的选取提供了理论依据。利用优化设计程序设计了与某管翅式中冷器相同芯体尺寸的热管式中冷器，将热管式中冷器和该管翅式中冷器的热力性能进行对比分析，证实了热管式中冷器的应用优势及可行性。本文对一台光管热管式换热器进行了台架性能试验。用所测得的试验数

6、据修正了准则方程，并验证了修正方程的准确性。运用优化设计程序设计了翅片管热管式换热器，发现在满足同样热力性能要求的前提下，翅片管热管式换热器的芯体体积只占光管热管式换热器芯体体积的22．58％。关键词：热管中冷器热力性能优化自适应遗传算法分类号：丁8莎57．<√i●●■lABSTRACT_一———————————————————————————————————————————一ABSTRACTABSTRACT：Withtheincessantincreaseofpowerdensityindieselengine，theturbo．chargingintercoolingasanimp

7、ortantwayofraisingpowerperformanceandfueIeconomvande1：Ilissionshasbeenusedmoreandmoreintheexploitationofhighlyi11tensifieddieselengine．Theroleofturbochargingistoincreasethepressureofintakeintothecylindertoincreasetheairdensi