工程车辆散热器散热机理及选型方法研究

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1、分类号密级TKl720单位代码．学号墨彦交通戈謦!Q鱼!墨1110H002专业硕士学位论文工程车辆散热器散热机理及选型方法研究研究生姓名：聂壹睡导师姓名及职称：奎里夔撞申请专业学位类别王茔学位授予单位重医变通拦论文提交日期2Q!垒生垒且至!日专业领域名称扭越王墨论文答辩日期至Q!垒生且目2014年4月13日StudyonThermalTransmissionofRadiatorofEnigneeringVehicleandSelcetionofStructureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCand

2、idate：NieChunhuiSupervisor：Prof．LeeJunA．P．ShiyiZhangChongqingJiaotongUniversity,Chongqing，China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。蓄位敝作者签名渡身日’矿入／’日期：刎争年么月7I,孑重庆交通

3、大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，

4、并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：日期：冽忙‘月弓Et指导教师签名，多匀声iF—、—卜日期洲蛑阳夕日声名年～签哗～二y．r．挪?导期一匕日丁一一霍～～务～老日～焉～名，，一戳‘～者年～储解～文口一论o～位簸一学日～：～摘要散热器性能不足的问题一直困扰着国内工程车辆制造商，徐工集团作为国内最大的工程机械生产企业之一，目前研究重点集中在散热器性能优化和选型方法。由于散热器工程计算中需要确定的微观参数无法通过工程计算得到，其计算结果精度无法满足工程要求。本论文依托徐工XGSX04．58散热器选型项目，利用Fl

5、uent数值分析结合工程计算分析了平直板翅和错齿板翅的散热机理并提出了散热器选型的可行方法。在项目的研发中，有效改善了XGSX04．58散热器的散热效率。论文的主要工作内容有：(1)根据Fluent要求，计算流体力学和数值传热学相关知识，针对项目研究对象XGSX04．58散热器建立数学模型，选择离散格式和离散方程解法。对散热器性能微观评价标准：传热因子、摩擦因子的意义和计算方法进行介绍，根据数值仿真环境和结果简化工程计算方法，并将计算得到的散热器散热量及风压损失作为散热器性能的宏观评价标准，为散热器选型提供依据。(2)根据项目实际调研情况，简要介绍了板

6、翅散热器生产过程，定性分析了平直翅片板翅散热器和错齿翅片板翅散热器的性能优劣。针对项目提供四组散热器的结构单元建立物理模型和计算域，划分网格，并加密关键部位网格，进行网格无关性验证。最终确定了网格尺寸及数量。(3)本文利用Fluent对四组散热器空气侧结构单元进行数值仿真，分别对平直翅片和错齿翅片在不同进风风速下的传热及空气流动情况进行分析。结合场协同理论，对相同进风风速下平直翅片和错齿翅片内部传热及空气流动情况进行了对比。分别拟合得到传热因子、摩擦因子与雷诺数的关联式，关联式在雷诺数为3000到6000之间适用。计算并拟合得到散热量、风压损失与进风风

7、速的关联式，根据仿真和计算结果从四组翅片结构中选出综合性能最佳的散热器结构。(4)在徐工研究院完成了风洞实验，并将实验结果与数值仿真结果进行了对比分析。从比较结果可以看出：数值仿真得到的传热因子和摩擦因子与实验值误差分别约为14％和13％，散热量及风压损失的误差分别约为6％和7％，满足设计技术要求，说明仿真及计算结果符合实际状况，其结果可靠、有效。研究所确定的散热器在正常海拔条件下，当冷却水进水量为205L／min，进风风速为4m／s时，散热器的散热功率为120kW，风压损失约为130Pa，完全满足技术要求。研究结果说明：数值仿真和工程计算相结合进行散

8、热器的选型计算具有较高的精确度，其结果能够满足技术要求，同时可大大缩短设计周期和减少实验样本数