并联式散热器热平衡计算.ppt
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1、并联式散热器热平衡计算,编辑:李大钧,1.参数初选,根据发动机参数、液压工作站参数及以往设计经验,寻找具有合适管带规格的散热器、中冷器、油冷器,初步选择各换热装置的正面面积、芯厚、波距等,各个换热装置的重量风速-风阻曲线尽可能类似,如相同则更好。 根据顾客提供的冷却介质流量(最大功率点和最大扭矩点)计算管内流速,从以往实验报告中调用各换热器重量风速-风阻曲线。,2.没有合适的参数该怎么办?,如以往实验未做过该流速的测试,可寻找两条相近的重量风速-风阻曲线,用插值法做一条需要的曲线。 后续的很多参数都可以用插值法取得。,3.并联时换热器的布置,并联时换热器左右排列,空气同时经过中冷器、机油冷却器
2、和水散热器。 如空间不足,则可能采取中冷器、机油冷却器并联,再与散热器串联的方式。,4.环境温度与进风温度,如风扇选用吸风方式,空气直接从外界进入,则:环境温度是各换热器的进风温度。 如风扇选用吹风方式,空气经过发动机外表会吸收热量,温度高于环境温度。各换热器进风温度会有所提高。,5.空气流量及风阻,散热器、中冷器、油冷器并联后置于某一流场中,当气流达到稳定时,空气流量与风阻的关系类似于并联电阻时电流与电压的关系,即:它们的风阻相等,且与风扇静压相同,总的空气流量是通过各个换热装置空气流量之和。 I=I1+I2+I3 空气流量:v=va+vw+vo V=V1=V2=V3 风阻:P=Pa=Pw=
3、Po,6.风扇曲线的选择,如风扇由发动机驱动,根据速比计算最大功率点和最大扭矩点时的风扇转速,确定需转换的风扇体积风速-静压曲线极端情况下,考虑发动机110%负荷时或超速10%时的风扇转速,调用体积风速-静压曲线。 。 如风扇转速与计算值有差异时,可用两邻的两条曲线按插值法作出需要的曲线。 如风扇由电机或液压马达驱动,则选用电机或液压马达达到最高转速时的体积风速-静压曲线。,7.风扇曲线的转换,我们假定风扇驱动空气全部通过了换热器。 风扇体积风速-静压曲线是在常温下测得,而换热器设计考虑的是极端环境条件,温度上升必然导致空气密度下降。 根据环境温度和换热器正面面积之和进行计算,将选定的风扇体积
4、风速-静压曲线转换成重量风速-静压曲线。,8.寻找平衡点,做一等高线,与各换热器的重量风速-风阻曲线及风扇重量风速-静压曲线相交,得到一组交点O,此时,风扇静压与风阻相等,分别计算通过散热器、中冷器、油冷器的风量,各换热器风量之和应与风扇风量相等。 如风量之和大于风扇风量,降低等高线位置,按前述方式重新计算,直到风量相等。 调整前:V1+V2+V3V 调整后: V1+V2+V3= V,做等高线,下图依次是风扇静压风量曲线、散热器重量风速风阻曲线、中冷器重量风速风阻曲线和油冷器重量风速风阻曲线。 风扇 散热器 中冷器 油冷器 P O O1 O2 O3 P O O! O2 O3 0 V V” V”
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