车用空调冷凝器性能的数值模拟与优化

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1、东南大学硕士学位论文车用空调冷凝器性能的数值模拟与优化指导教师：墓蹇论文提交日期：专业名称：动力工程皇王猩热塑理论文答辩时间：申请学位级别：亟±学位授予单位：丕直太堂2010．05NumericalSimulationandOptimizationofAutomotiveAirConditioningCondenserAThesisSubmittedtoGraduateSchoolofSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofThermalPowerEngineering&EngineeringPhysicsByWan

2、gRonghanSupervisedbyCaiLiangDepartmentofPowerEngineeringSoutheastUniversityMarch2010东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、

3、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：至蓝!圣导师签名乙耋垄日期：坐。7摘要由于平流式冷凝器结构紧凑，单位体积换热量大，换热效率高，在汽车空调制冷系统中得到快速发展，围绕平流式冷凝器性能的各项研究也发展迅速。本文针对汽车空调平流式冷凝器，通过仿真的手段，研究提高其换热性能的因素和方法。本文建立了平流式冷凝器的仿真模型，仿真模型

4、基于稳态分布参数法和顺序求解的方法。选用公开发表的空气侧和制冷剂侧换热和流动关联式，该模型可实现冷凝器换热量，制冷剂侧压降，制冷剂质量流量，空气侧换热系数和压降等仿真模拟。同时，在协众汽车空调有限公司的汽车空调多功能试验台上对两款平流式冷凝器进行了实验，用以验证本文所建模型的精度。采用对制冷剂侧压降计算关联式进行适当修正后的仿真值与实验值相比，预测冷凝器换热量和制冷剂质量流量的误差在±5％左右，预测制冷剂侧压降的误差在±10％左右。最后，利用本文建立的平流式冷凝器换热仿真模型，分别研究了扁管布置方式、扁管孔数变化、百叶窗间距变化和翅片高度变化对平流式冷凝性能的影响。本文对6

5、种扁管布置方式研究后发现，在制冷剂流量和迎面风速一定的情况下，按制冷剂流动方向依次减小每个流程的扁管数的方式，冷凝器的换热量最大，制冷剂压降最小，制冷剂出口过冷度最大，采用这样的布置方式为最佳。在本文研究的工况下，随着扁管孔数的增加，风速一定时，空气侧换热系数降低，空气侧压降增大，扁管孔数的增加可以提高冷凝器的换热量，但单位体积换热量却是降低的，冷凝器的紧凑性降低。随着百叶窗间距的增加，空气侧换热系数和风阻均降低。冷凝器的换热量由于空气侧换热系数的降低而降低。另外，随着翅片高度的增加，空气侧换热系数和风阻降低，虽然空气侧换热系数降低，但是翅片高度的增大使得换热器换热面积增大

6、，从而提高了冷凝器的换热量。关键词：平流式冷凝器，实验，数值模拟，翅片扁管，性能优化东南大学硕十学位论文AbstractAstheparallel-flowtypecondenserischaracteristicofcompacts缸uctU【re，largevolumeheattransferandhighefficiency,itisdevelopedrapidlyinautomotiveairconditioningrefrigerationsystem．Researchontheperformanceofparallel—flowtypecondenserisde

7、velopingrapidly．Thispaperattemptstostudythefactorsthatincreaseheattransferperformancebymeansofsimulation．Firstly,condensersimulationmodelisestablished，whichisbasedonlawofsteady-statedistributionparametersandorderinsolvingapproach．Publishedheattransferandflowco