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1、2002年8月重庆大学学报(自然科学版)Vol.25No.8第25卷第8期JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)Aug.2002文章编号:1000-582X(2002)08-0040-04管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析朱恂,廖强(重庆大学工程热物理研究所,重庆400044)摘要:以R·L·Webb提出的汽车散热器的换热与流动阻力的理论分析为基础,编制了管带式汽车散热器的传热与流动阻力计算程序,计算结果与实验数据在常规工况范围内基本吻合。运用所编程序分析了散热器结构参数与材质对散热器流动阻力与
2、散热性能的影响。结果表明:散热带波距是影响散热器性能的主要参数,散热量随散热带波距的减小而增加,而百叶窗开窗角度在25°～35°、散热带厚度在0.045～0.060mm范围内变化对散热器散热量的影响较小。散热带材质由T70铜改为纯铜时,散热量增加40%。最后提出了提高SC7080型汽车散热器散热量的方案。关键词:汽车散热器;传热;风阻中国分类号:TK414.212;TK124文献标识码:A汽车散热器是汽车冷却系统中不可缺少的一个组内的传热与流动阻力特性进行了研究,编制了汽车散成部分,其性能好坏对发动机的动力性、经济性和可靠热器的传热与流动阻力计算程序,并由此分析
3、了散热性有很大的影响。带有百叶窗的散热器具有切断散热器结构参数与材质对散热性能的影响,提出了提高带上气体边界层的发展、减薄边界层厚度、提高散热器SC7080型汽车散热器散热能力的方案,为实现散热器[1～3][4～5]性能的作用。R·L·Webb,J·A·Cowell,H·结构设计计算机程序化、提高设计的准确性和最优性[6]Aoki等对其内部的流动结构、传热与阻力特性进行奠定了基础,也为实施汽车散热器散热性能改善措施了系统的研究。目前国内散热器产品中,开百叶窗的提供了有效的理论依据。管片及管带式散热器产品所占比重明显上升,产品结1理论计算值与实验值的比较构向紧凑、
4、高效、低耗、轻量化方向发展。但国内一些汽车散热器生产厂家在散热器设计和应用过程中,对R·L·Webb在文献[1]中提出了关于带百叶窗散其传热与流动性能的计算方面的工作还比较欠缺,主热带的汽车散热器的换热性能和空气侧流动阻力的理要是通过实验加以解决。SC7080型汽车散热器是一论分析和计算方法。以该理论模型为基础,我们编制种铜制带百叶窗管带式汽车散热器,其主要结构参数了计算散热器流动阻力与传热性能的计算机程序,并取自日本,但由于重庆特殊的地理、气候环境,在夏天计算了SC7080型汽车散热器的散热量与风阻。经常出现散热器散热量不够,发动机“开锅”现象。生SC7080
5、型汽车散热器的主要结构尺寸见表1。散热带产厂家提出在尽量不改变散热器生产的刀具、模具,保上百叶窗尺寸采用SUFCOM75A表面轮廓度、粗糙度持原有装配结构尺寸的基础上,使该散热器的散热能测试仪测量,结果见表2。表中各符号的定义如图1力提高20%。为此,我们对带百叶窗的管带式散热器所示。图1SC7080型汽车散热器结构参数芯子结构尺寸冷却水管2散热器结构型式冷却水管数目散热带数目散热带节距/mm散热带面积/m芯宽×芯高×芯厚/mm尺寸/mm管带式346×300×32562.0×13.0293.53.92收稿日期:2002-04-16基金项目:重庆市中青年科技专家基
6、金资助项目(94-3952)作者简介:朱恂(1968-),女,江苏无锡人,重庆大学副教授。主要从事工程热物理领域内传热传质研究。第25卷第8期朱恂等:管带式汽车散热器流动阻力与传热性能分析41表2百叶窗结构参数TPTwFthLpθL1S1S2TdFDtth1220.061.330°82.32.0613320.152散热带结构参数对散热器性能的影响笔者采用编制的计算程序对不同散热带结构参数的散热器的风阻与传热特性进行了计算,下面分别对各个结构参数的影响进行讨论。2.1散热带波距对散热器性能的影响其余参数不变,而散热带波距分别为3.5mm、3.0mm、2.5mm和2
7、.0mm的散热器的传热与风阻理论计算值如图4、图5所示。散热器的散热量随散热带波距的减图1散热器与百叶窗结构简图小而增加,同时风阻也随之增大,散热器芯的重量增加。图2为散热器进口水温为90℃,进口风温为30℃,冷却水流量分别为40Lmin和73Lmin时,SC7080型1)汽车散热器传热性能计算值和实测值的比较。图4不同散热带波距的散热器的传热性能图2散热器传热性能计算值与实测值比较由图中可知,理论值与实测值基本吻合,最大相对偏差为9.3%,且在高风速区域误差较大。图3为风阻的理论计算值与实测值的比较。风阻的理论值在低速时与实验值相差不大,但随着速度的增加,偏差
8、增大,理论值最多低于实测
