工程機(jī)械雙循環(huán)冷卻系統(tǒng)水冷中冷器散熱性能研究
發(fā)布時間:2021-01-26 18:25
工程機(jī)械作業(yè)時發(fā)動機(jī)功率大、油耗大、發(fā)熱量大。為了提高發(fā)動機(jī)燃燒效率及提供更大的功率需要配備渦輪增壓,而為了解決安裝了渦輪增壓之后帶來的增壓空氣溫度大幅上升帶來的不利影響,需要將高溫空氣進(jìn)行冷卻,所以需要安裝中冷器,安裝位置在渦輪增壓機(jī)與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管之間。中冷器的主要作用是冷卻即將要進(jìn)入發(fā)動機(jī)的增壓空氣,配備了中冷器之后,提高空氣進(jìn)氣效率,使得發(fā)動機(jī)燃燒更充足,發(fā)動機(jī)功率提高的同時,減少廢氣排放對空氣造成的污染。首先對中冷器做了簡單的介紹,包括對工程軟件fluent進(jìn)行仿真計算所采用的方程、對仿真結(jié)果進(jìn)行分析所采用的評價方法、仿真所需要的冷熱側(cè)流體的物理性質(zhì)參數(shù)、對網(wǎng)格的數(shù)量對仿真結(jié)果的影響進(jìn)行了網(wǎng)格無關(guān)性的分析。對冷熱側(cè)單元體仿真前處理進(jìn)行了介紹,包括三維建模,模型網(wǎng)格化,設(shè)置流體出入口及壁面邊界條件等。然后從水冷中冷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出發(fā),研究了中冷器冷熱側(cè)翅片結(jié)構(gòu)對水冷中冷器綜合性能的影響,熱側(cè)單元體翅片結(jié)構(gòu)參數(shù)主要是翅片傾斜角度、波紋節(jié)距、翅片高度、翅片厚度、翅片波幅。冷側(cè)單元體結(jié)構(gòu)參數(shù)主要是翅片高度、波紋節(jié)距、翅片錯齒長度、翅片錯齒厚度。采用單一變量法分別研究了各參數(shù)的改變對單元體...
【文章來源】: 李善奇 吉林大學(xué)
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
散熱系
第一章緒論5液壓油、傳動油和高溫空氣得到冷卻降溫。目前國內(nèi)各裝載機(jī)制造廠商對散熱系統(tǒng)的布置各有其特點,其中風(fēng)扇分吹風(fēng)式及吸風(fēng)式,各有其特點優(yōu)勢,吹風(fēng)式由于風(fēng)扇直接將空氣吹到各散熱器面將導(dǎo)致風(fēng)阻大,但是把熱量帶出了車體,而吸風(fēng)式則將車體尾部空氣吸進(jìn)散熱系統(tǒng),風(fēng)阻小但是卻把熱量帶進(jìn)車體,使得車體溫度相對更高。布置形式主要有串聯(lián)式、并聯(lián)式及串并聯(lián)式。如采用串聯(lián)式安裝方式換熱效果相對不理想,如采用并聯(lián)式安裝方式裝載機(jī)尾部空間需要更大,并且為了換熱效果更好風(fēng)扇規(guī)格需要調(diào)整。所以為了盡可能節(jié)省空間和得到較好的換熱效果采用串并聯(lián)的方式。但是無論哪種安裝方式各散熱器的安裝都是風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)帶動氣流先流經(jīng)溫度較低的散熱器然后再流經(jīng)溫度較高的散熱器。(a)吹風(fēng)式(b)吸風(fēng)式(c)并聯(lián)式圖1.1散熱系統(tǒng)布置方式1—渦輪增壓器;2、7—冷卻液泵;3—傳動油散熱器;4—風(fēng)扇;5—高溫循環(huán)散熱器;6—低溫循環(huán)散熱器;8—水冷中冷器;9—液壓油散熱器;10—發(fā)動機(jī);11—節(jié)溫器圖1.2雙循環(huán)散熱系統(tǒng)原理示意圖本文研究一種新型雙循環(huán)散熱系統(tǒng),分為高溫循環(huán)及低溫循環(huán),其中高溫循環(huán)用于冷卻發(fā)動機(jī)和傳動油,低溫循環(huán)用于冷卻高溫空氣。液壓油散采用空冷的
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文8造成本更高。但是優(yōu)點是換熱效率高。(a)水冷中冷器(b)空冷中冷器圖2.1中冷器實物2.1.2中冷器結(jié)構(gòu)目前市面上中冷器按冷卻介質(zhì)主要分空冷中冷器和水冷中冷器?绽渲欣淦饔邪宄崾胶凸艹崾,其中板翅式中冷器是最常見的形式。水冷中冷器按結(jié)構(gòu)分主要有管片式、管殼式及板翅式。中冷器芯體主要由冷側(cè)流層和熱側(cè)流層組成。兩流層均有一樣或者不一樣的翅片,常用的翅片主要有鋸齒形、波紋型及百葉窗形等形式,各有其特點,但由于百葉窗式的翅片雖然散熱效果較好,但制造較難,成本較高,而且阻力較高,所以市面上主要流行波紋型和鋸齒形翅片。空冷中冷器芯體將熱側(cè)流層用隔板進(jìn)行與冷側(cè)流層隔離,熱量通過高溫氣體傳入熱側(cè)翅片,再通過熱側(cè)翅片傳入隔板,通過隔板將熱量傳入冷側(cè)翅片,最后冷側(cè)翅片將流量傳入空氣。水冷中冷器芯體將冷側(cè)流層用隔板與熱側(cè)流層進(jìn)行隔離,熱量通過高溫氣體傳入熱側(cè)翅片,由熱側(cè)翅片傳入隔板再由隔板傳入冷側(cè)翅片,最后由冷側(cè)翅片將熱量傳給冷卻液,由冷卻液帶出中冷器進(jìn)入另一個散熱模塊,進(jìn)行冷卻液的冷卻,冷卻后的冷卻液在進(jìn)入中冷器進(jìn)行高溫氣體的散熱從而形成循環(huán)。2.2數(shù)值計算理論2.2.1模型控制方程(1)連續(xù)性方程
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脈動流強(qiáng)化翅片散熱器數(shù)值模擬研究[J]. 陳軍偉,閔春華,張媛,王坤,謝立垚. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[2]變角度翅片結(jié)構(gòu)對散熱器性能的影響分析[J]. 郭健忠,吳佳錦,張麒麟,張華偉,毛永. 現(xiàn)代制造工程. 2019(03)
[3]鋸齒型翅片流動均勻性數(shù)值分析[J]. 姜國寶,周愛民,沈旭東,譚金婷,袁培. 艦船科學(xué)技術(shù). 2019(05)
[4]風(fēng)速和翅片間距對空冷器換熱效率綜合影響的實驗研究[J]. 苗德俊,宋大川,高新,于東業(yè),趙基普. 礦業(yè)研究與開發(fā). 2019(02)
[5]百葉窗翅片結(jié)構(gòu)對中冷器傳熱特性的影響與優(yōu)化[J]. 張斌,黃富霞. 貴州科學(xué). 2018(06)
[6]流體可壓性對輪式裝載機(jī)中冷器的影響[J]. 劉揚,秦四成. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[7]平直開縫翅片和波紋翅片管換熱器換熱特性的數(shù)值模擬[J]. 宋源,李士雨. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2019(02)
[8]基于CFD的波紋片傳熱和流動特性的數(shù)值模擬[J]. 賈斌廣,劉芳. 節(jié)能. 2017(10)
[9]某輕卡中冷系統(tǒng)仿真分析及優(yōu)化設(shè)計[J]. 杜巖,陸洪健,王雪翠. 輕型汽車技術(shù). 2017(09)
[10]基于CFD仿真的裝載機(jī)動力艙內(nèi)部換熱性能分析與改進(jìn)[J]. 路春光,邢夢龍,劉佳鑫,王寶中,薛建奇,馮少聰. 工程機(jī)械. 2017(09)
博士論文
[1]工程機(jī)械傳動系統(tǒng)熱特性研究[D]. 王振寶.吉林大學(xué) 2017
[2]工程車輛溫控獨立冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張欽國.吉林大學(xué) 2016
[3]基于試驗的汽車管帶式散熱器傳熱與流阻建模及其優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 葉斌.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[4]工程機(jī)械散熱模塊傳熱性能研究[D]. 劉佳鑫.吉林大學(xué) 2013
碩士論文
[1]工程車輛板式機(jī)油散熱器工作性能研究[D]. 李朋朋.吉林大學(xué) 2016
[2]工程機(jī)械液—液板翅式散熱器傳熱特性研究[D]. 馮鑫.吉林大學(xué) 2015
[3]結(jié)構(gòu)緊湊型中冷器的傳熱與流阻特性模擬研究[D]. 李勇軍.華南理工大學(xué) 2013
[4]基于CFD技術(shù)的中冷器性能優(yōu)化研究[D]. 羅海鋒.武漢理工大學(xué) 2013
[5]人字形板片結(jié)構(gòu)參數(shù)對板式換熱器傳熱與流阻特性影響研究[D]. 邱小亮.華南理工大學(xué) 2013
[6]工程機(jī)械散熱器傳熱特性分析[D]. 張奧.吉林大學(xué) 2013
[7]波紋板式換熱器流動傳熱性能的數(shù)值研究[D]. 盛潔.華北電力大學(xué) 2013
[8]工程車輛波紋翅片散熱器特性分析與應(yīng)用研究[D]. 徐振元.吉林大學(xué) 2012
[9]人字形板式換熱器強(qiáng)化傳熱研究及場協(xié)同分析[D]. 李曉亮.山東大學(xué) 2009
[10]內(nèi)置鋸齒翅片管翅式汽車中冷器的實驗研究及計算機(jī)模擬[D]. 唐愛坤.江蘇大學(xué) 2006
本文編號:3001604
【文章來源】: 李善奇 吉林大學(xué)
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
散熱系
第一章緒論5液壓油、傳動油和高溫空氣得到冷卻降溫。目前國內(nèi)各裝載機(jī)制造廠商對散熱系統(tǒng)的布置各有其特點,其中風(fēng)扇分吹風(fēng)式及吸風(fēng)式,各有其特點優(yōu)勢,吹風(fēng)式由于風(fēng)扇直接將空氣吹到各散熱器面將導(dǎo)致風(fēng)阻大,但是把熱量帶出了車體,而吸風(fēng)式則將車體尾部空氣吸進(jìn)散熱系統(tǒng),風(fēng)阻小但是卻把熱量帶進(jìn)車體,使得車體溫度相對更高。布置形式主要有串聯(lián)式、并聯(lián)式及串并聯(lián)式。如采用串聯(lián)式安裝方式換熱效果相對不理想,如采用并聯(lián)式安裝方式裝載機(jī)尾部空間需要更大,并且為了換熱效果更好風(fēng)扇規(guī)格需要調(diào)整。所以為了盡可能節(jié)省空間和得到較好的換熱效果采用串并聯(lián)的方式。但是無論哪種安裝方式各散熱器的安裝都是風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)帶動氣流先流經(jīng)溫度較低的散熱器然后再流經(jīng)溫度較高的散熱器。(a)吹風(fēng)式(b)吸風(fēng)式(c)并聯(lián)式圖1.1散熱系統(tǒng)布置方式1—渦輪增壓器;2、7—冷卻液泵;3—傳動油散熱器;4—風(fēng)扇;5—高溫循環(huán)散熱器;6—低溫循環(huán)散熱器;8—水冷中冷器;9—液壓油散熱器;10—發(fā)動機(jī);11—節(jié)溫器圖1.2雙循環(huán)散熱系統(tǒng)原理示意圖本文研究一種新型雙循環(huán)散熱系統(tǒng),分為高溫循環(huán)及低溫循環(huán),其中高溫循環(huán)用于冷卻發(fā)動機(jī)和傳動油,低溫循環(huán)用于冷卻高溫空氣。液壓油散采用空冷的
吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文8造成本更高。但是優(yōu)點是換熱效率高。(a)水冷中冷器(b)空冷中冷器圖2.1中冷器實物2.1.2中冷器結(jié)構(gòu)目前市面上中冷器按冷卻介質(zhì)主要分空冷中冷器和水冷中冷器?绽渲欣淦饔邪宄崾胶凸艹崾,其中板翅式中冷器是最常見的形式。水冷中冷器按結(jié)構(gòu)分主要有管片式、管殼式及板翅式。中冷器芯體主要由冷側(cè)流層和熱側(cè)流層組成。兩流層均有一樣或者不一樣的翅片,常用的翅片主要有鋸齒形、波紋型及百葉窗形等形式,各有其特點,但由于百葉窗式的翅片雖然散熱效果較好,但制造較難,成本較高,而且阻力較高,所以市面上主要流行波紋型和鋸齒形翅片。空冷中冷器芯體將熱側(cè)流層用隔板進(jìn)行與冷側(cè)流層隔離,熱量通過高溫氣體傳入熱側(cè)翅片,再通過熱側(cè)翅片傳入隔板,通過隔板將熱量傳入冷側(cè)翅片,最后冷側(cè)翅片將流量傳入空氣。水冷中冷器芯體將冷側(cè)流層用隔板與熱側(cè)流層進(jìn)行隔離,熱量通過高溫氣體傳入熱側(cè)翅片,由熱側(cè)翅片傳入隔板再由隔板傳入冷側(cè)翅片,最后由冷側(cè)翅片將熱量傳給冷卻液,由冷卻液帶出中冷器進(jìn)入另一個散熱模塊,進(jìn)行冷卻液的冷卻,冷卻后的冷卻液在進(jìn)入中冷器進(jìn)行高溫氣體的散熱從而形成循環(huán)。2.2數(shù)值計算理論2.2.1模型控制方程(1)連續(xù)性方程
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脈動流強(qiáng)化翅片散熱器數(shù)值模擬研究[J]. 陳軍偉,閔春華,張媛,王坤,謝立垚. 河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[2]變角度翅片結(jié)構(gòu)對散熱器性能的影響分析[J]. 郭健忠,吳佳錦,張麒麟,張華偉,毛永. 現(xiàn)代制造工程. 2019(03)
[3]鋸齒型翅片流動均勻性數(shù)值分析[J]. 姜國寶,周愛民,沈旭東,譚金婷,袁培. 艦船科學(xué)技術(shù). 2019(05)
[4]風(fēng)速和翅片間距對空冷器換熱效率綜合影響的實驗研究[J]. 苗德俊,宋大川,高新,于東業(yè),趙基普. 礦業(yè)研究與開發(fā). 2019(02)
[5]百葉窗翅片結(jié)構(gòu)對中冷器傳熱特性的影響與優(yōu)化[J]. 張斌,黃富霞. 貴州科學(xué). 2018(06)
[6]流體可壓性對輪式裝載機(jī)中冷器的影響[J]. 劉揚,秦四成. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[7]平直開縫翅片和波紋翅片管換熱器換熱特性的數(shù)值模擬[J]. 宋源,李士雨. 化學(xué)工業(yè)與工程. 2019(02)
[8]基于CFD的波紋片傳熱和流動特性的數(shù)值模擬[J]. 賈斌廣,劉芳. 節(jié)能. 2017(10)
[9]某輕卡中冷系統(tǒng)仿真分析及優(yōu)化設(shè)計[J]. 杜巖,陸洪健,王雪翠. 輕型汽車技術(shù). 2017(09)
[10]基于CFD仿真的裝載機(jī)動力艙內(nèi)部換熱性能分析與改進(jìn)[J]. 路春光,邢夢龍,劉佳鑫,王寶中,薛建奇,馮少聰. 工程機(jī)械. 2017(09)
博士論文
[1]工程機(jī)械傳動系統(tǒng)熱特性研究[D]. 王振寶.吉林大學(xué) 2017
[2]工程車輛溫控獨立冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張欽國.吉林大學(xué) 2016
[3]基于試驗的汽車管帶式散熱器傳熱與流阻建模及其優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 葉斌.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[4]工程機(jī)械散熱模塊傳熱性能研究[D]. 劉佳鑫.吉林大學(xué) 2013
碩士論文
[1]工程車輛板式機(jī)油散熱器工作性能研究[D]. 李朋朋.吉林大學(xué) 2016
[2]工程機(jī)械液—液板翅式散熱器傳熱特性研究[D]. 馮鑫.吉林大學(xué) 2015
[3]結(jié)構(gòu)緊湊型中冷器的傳熱與流阻特性模擬研究[D]. 李勇軍.華南理工大學(xué) 2013
[4]基于CFD技術(shù)的中冷器性能優(yōu)化研究[D]. 羅海鋒.武漢理工大學(xué) 2013
[5]人字形板片結(jié)構(gòu)參數(shù)對板式換熱器傳熱與流阻特性影響研究[D]. 邱小亮.華南理工大學(xué) 2013
[6]工程機(jī)械散熱器傳熱特性分析[D]. 張奧.吉林大學(xué) 2013
[7]波紋板式換熱器流動傳熱性能的數(shù)值研究[D]. 盛潔.華北電力大學(xué) 2013
[8]工程車輛波紋翅片散熱器特性分析與應(yīng)用研究[D]. 徐振元.吉林大學(xué) 2012
[9]人字形板式換熱器強(qiáng)化傳熱研究及場協(xié)同分析[D]. 李曉亮.山東大學(xué) 2009
[10]內(nèi)置鋸齒翅片管翅式汽車中冷器的實驗研究及計算機(jī)模擬[D]. 唐愛坤.江蘇大學(xué) 2006
本文編號:3001604
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