便携式车载冰箱设计 (1)

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1、万方数据第27卷第22期甘肃科技％z．27Ⅳo．222011年11月CansuScienceandTechnolog)，№．20ll便携式车载冰箱设计梁雪，张永恒(兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730000)摘要：随着社会和时代的进步，便携式电器已成为人们生活中不可或缺的物品。对便携式车载冰箱整体结构进行了初步设计，给出了冰箱风机、散热器、冰箱上盖扣、冰箱出风盖、冰箱传热器及传热桶的结构设计计算，并对冰箱壳体材料进行了介绍，相信这款全新的便携式车载冰箱将为人们的生活提供更多的便利。关键词：车载冰箱；半导体制

2、冷；风机；散热器中图分类号：TB657．4随着社会和时代的进步，便携式电器已成为人们旅行时不可或缺的物品，对于便携式电器的市场需求也越来越大。论文中所设计的便携式车载冰箱是一款半导体制冷冰箱，其原理是靠电子芯片制冷，利用特种半导体材料构成的P—N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法。制冷温度范围为一5—65℃，这种方法的优点是既能制冷又能制热，环保、无污染，体积小，成本较低，工作时没有震动、噪音、寿命长。l冰箱各组成构件的结构设计1．1上盖扣上盖扣的作用是当上盖合上时自动锁紧上盖

3、，防止上盖打开，以防止冰箱内物品掉出来，具体结构形式如图l所示。图1上盖扣结构1．2风机设计冰箱功率48w，根据经验选型为DCl2V／0．25A，外径D。为120咖的轴流风机。选择轴流风机的比转数为n，=40，根据比转数查《泵与风机》口】教材中的图4—20可得轮毂比7=O．35。确定叶轮外径D。：p／o．5Pu；=后=常数(1)式中：p为风机全压(N／m2)；p为标准状况下空气密度1．2kg／m3；‰为圆周速度，以降低噪音的角度出发，选择Ⅱ。为70n∥s；后。为风机系数，后=l／狐。，根据比转数查《泵与风机》‘

4、31教材中的图4—2，尼。=2．35。把已知数代人式(1)可得p=1916．88N／m2。D。：盟地：57．36蚴(2)式中：n为转数，，l=1250r／min。由于出风盖存在阻力，影响风扇的送风量，为满足设计要求，达到尽可能好的散热效果，取D。=120mmo风机流量：Q=(詈)“y=o．545m3／s(3)式中：n。为比转数，n。=40；厅为转数；p为风机全压。风机功率：％2而若杀21．3w<3w(4)式中：Q为风机流量；田为风机全压效率，叼=O．80；仇为传动效率，仇=l。所选的轴流风机的功率远低于风机实际

5、工作功率，满足要求。叶片数与轮毂比有关，查《泵与风机》的表4—3得叶片数为7。轮毂直径仇：仉=徊。=0．35×120=42姗(5)式中：y为轮毂比；D；为叶轮外径。平均轴向速度e：e2莩五≠：豸254JI∥s(6)将整个叶片从轮毂至外径分几个截面，截面的万方数据第22期粱雪等：便携式车载冰箱设计33数量直接决定风机的大小，一般的小型风机可取3—5个截面，考虑到分割的方便，采用等距离分割的方法分割。叶片几何平均直径：D。：垡姜．垡：90mm(7)几何平均半径处得圆周速度：Ⅱ。=等=5．88∥s(8)几何平均半径处

6、的△C。：厶气=jL=339．58n∥s(9)pu矗TI任意截面处的△c。：P△c。=△c。(警)“=294m／s(10)式中：尺。为几何平均半径；尺为计算截面处的半径；a为边环量指数，瑾=0．5。计算截面的栅距t：t：攀：丛半塑：62．8舢(11)。一Z一6一u二‘o儿儿儿、11，式中：Z为叶片数。选取截面的等力系数c仲，对于低压轴流风机，叶尖外的直径升力系数一般以不超过O．8—0．9为宜，高压轴流风机大于0．9为宜。1．3出风盖由于出风盖要满足外形美观的要求，同时还要满足散热的要求，结合风扇的型号及尺寸，采

7、用正面中部进风，从上下两侧出风的思想进行设计，如图2所示。磁风口图2出风盖结构出风盖瞬变热引起的负荷：Q。=FK△t=3．05形(12)式中：F为出风盖面积，F=0．0082m2；△t为温差，△t=20℃；墨为传热系数，K=18．6W／m2·K。雷诺数：R=月胁=2．2×103(13)式中：t，为空气的粘性系数，口=15．7×lO“m2／s；y为空气流速，y=0．67n∥s；月为出风盖半径，尺=51nllIl。摩擦阻力系数A：A=“／月。=2．9×103(14)出风盖摩擦阻力△P。：△P。=却伊／8尺=O．38

8、Pa(15)式中：A为摩擦阻力系数；尺为出风盖半径，R=5lmm；y为风道内空气平均流速，y=0．67n∥s；p为空气密度，p=1．2kg／m3。出风盖局部阻力：Z=如俨／2=0．0081Pa(16)式中：f为局部阻力系数，f=0．03，查《空气调节》课本附表得。出风盖阻力：△P=△匕+Z=0．3881Pa(17)1．4散热器散热器的功能是将制冷系统的热媒所携带的热量，通过散热器壁面传