基于CFD的装载机散热器流动特性研究.pdf

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1、第５４卷第２期农业装备与车辆工程２０１６年２月Ｖｏｌ．５４第５４卷第Ｎｏ．２２期ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ&ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦｅｂｒｕａｒｙ２０１６ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－３１４２．２０１６．０２．００２基于CFD的装载机散热器流动特性研究许自顺１，于华１，闫云乔２，潘承飞２（１．２５００６１山东省济南市山东大学能源与动力工程学院；２．２６１２０６山东省潍坊市福田雷沃国际重工股份有限公司）［摘要］为研究装载机散热器的流动特性以指导生产和装配，以

2、配置锥口型、方箱型导风罩的两种散热器为研究对象，运用三维ＣＦＤ数值模拟技术，对风扇、导风罩及散热芯区域进行流动分析，得到各部件的压力及速度分布，并进行评价。研究结果表明：锥口型导风罩流量及噪声的综合性能更好。通过对比额定工况下不同沉入量的通风量对风扇、导风罩之间的配合进行优化调整，使散热器能够发挥最佳性能。［关键词］散热器；ＣＦＤ；流动分析；通风量；优化［中图分类号］ＴＨ２４３［文献标志码］Ａ［文章编号］１６７３－３１４２(２０１６)０２－０００５－０５ＳｔｕｄｙｏｎＦｌｏｗCｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ

3、ｓｏｆLｏａｄｅｒRａｄｉａｔｏｒＢａｓｅｄｏｎCＦＤ１１２２ＸｕZｉｓｈｕｎ，YｕＨｕａ，YａｎYｕｎｑｉａｏ，ＰａｎＣｈｅｎｇｆｅｉ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＪｉｎａｎＣｉｔｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ２５００６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＦｏｔｏｎＬｏｖｏｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＨｅａｖｙＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＷｅｉｆａｎｇＣｉｔｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ２６１２０６，Ｃｈｉｎａ）［Aｂ

4、ｓｔｒａｃｔ］Ａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｏｌｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆｌｕｉｄｏｆｌｏａｄｅｒｓ，ｒａｄｉａｔｏｒｃｏｏｌｓｔｈｅｅｎｇｉｎｅ，ｈｙｄｒａｕｌｉｃｏｉｌａｎｄｅｎｇｉｎｅｏｉｌｓｏａｓｔｏｍａｋｅｔｈｅｌｏａｄｅｒｗｏｒｋｓｍｏｏｔｈｌｙ．Ｗｉｔｈｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｒａｄｉａｔｏｒｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｃｏｎｅｓｈａｐｅｗｉｎｄｓｃｏｏｐｅｒａｎｄｓｑｕａｒｅｂｏｘｗｉｎｄｓｃｏｏｐｅｒｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｆｌｏｗ

5、ａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｆｌｏｗａｒｅａｃｏｖｅｒｉｎｇｔｈｅｆａｎ，ｗｉｎｄｓｃｏｏｐｅｒａｎｄｒａ-ｄｉａｔｏｒｃｏｒｅ．Ｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｐａｒｔｗｅｒｅｇｏｔａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｅｒｆｏｒ-ｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｎｅｓｈａｐｅｗｉｎｄｓｃｏｏｐｅｒｗａｓｂｅｔｔｅｒ．Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆａｎａｎｄｗｉｎｄｓｃｏｏｐｅｒｗａｓｏｐｔ

6、ｉｍｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒ-ｉｓｏｎｏｆａｉｒｆｌｏｗｒａｔｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｎｋｉｎｇｓｐａｃｅｕｎｄｅｒｔｈｅｒａｔｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｏｔｈｅｒａｄｉａｔｏｒｃａｎｐｌａｙｔｈｅｂｅｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｒａｄｉａｔｏｒ；ＣＦＤ；ｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓ；ｆｌｏｗｒａｔｅ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ０引言风扇、导风罩、散热芯以及出入水管等部件，其计算区域是从风室的进风口至出风口，空气在其中工程机械冷却风扇普遍采用单级轴流风机，的流动路径如下

7、：从进风口进入风室，再依次流通其工作原理是依靠旋转的叶片将机械能转变成气到风扇、导风罩和散热芯子，从出风口流出，部分体能量，气体克服动力舱阻力后驱动空气流动将[２]空气从导风罩外部的空隙流入到出风口。为了更热量传出动力舱。发动机的冷却系统是影响发动好地模拟真实结构，风室利用发动机舱的壁面模机可靠性、排放和性能的重要因素，冷却系统的优型直接处理形成。６叶片轴流式风扇冷却装置三化设计是发动机设计过程中的一个重要环节。近维模型如图１所示。年来，ＣＦＤ成为发动机冷却系统设计中的强大工从图１中要计算的三维几何模型

8、可见，风扇具。本次计算过程利用Ｆｌｕｅｎｔ软件对６叶片轴流表面的空气流动区域是不规则的曲面，为保持计式冷却风扇流场进行流动分析，风室可以用来模算精度在网格划分中尽量使计算区域与实际流动拟风扇在实际使用中的工作状况,通过数值方法区域一致。本次模拟中采用四面体网格进行计算，[１]模拟动力舱中的速度、压强分布，并分析了冷却三维四面体网格采用二维三角形网格生成，二维风扇、导风罩之间相对安装位置对风扇性能的影面网格模型如图２。同时为准确模拟壁面附近的