1、并聯(lián)式散熱器熱平衡計算,編輯：李大鈞,1.參數(shù)初選,根據(jù)發(fā)動機參數(shù)、液壓工作站參數(shù)及以往設計經(jīng)驗，尋找具有合適管帶規(guī)格的散熱器、中冷器、油冷器，初步選擇各換熱裝置的正面面積、芯厚、波距等，各個換熱裝置的重量風速-風阻曲線盡可能類似，如相同則更好。 根據(jù)顧客提供的冷卻介質流量（最大功率點和最大扭矩點）計算管內流速，從以往實驗報告中調用各換熱器重量風速-風阻曲線。,2.沒有合適的參數(shù)該怎么辦？,如以往實驗未做過該流速的測試，可尋找兩條相近的重量風速-風阻曲線，用插值法做一條需要的曲線。 后續(xù)的很多參數(shù)都可以用插值法取得。,3.并聯(lián)時換熱器的布置,并聯(lián)時換熱器左右排列，空氣同時經(jīng)過中冷器、機油冷卻器

2、和水散熱器。 如空間不足，則可能采取中冷器、機油冷卻器并聯(lián)，再與散熱器串聯(lián)的方式。,4.環(huán)境溫度與進風溫度,如風扇選用吸風方式，空氣直接從外界進入，則：環(huán)境溫度是各換熱器的進風溫度。 如風扇選用吹風方式，空氣經(jīng)過發(fā)動機外表會吸收熱量，溫度高于環(huán)境溫度。各換熱器進風溫度會有所提高。,5.空氣流量及風阻,散熱器、中冷器、油冷器并聯(lián)后置于某一流場中，當氣流達到穩(wěn)定時，空氣流量與風阻的關系類似于并聯(lián)電阻時電流與電壓的關系，即：它們的風阻相等，且與風扇靜壓相同，總的空氣流量是通過各個換熱裝置空氣流量之和。 I=I1+I2+I3 空氣流量：v=va+vw+vo V=V1=V2=V3 風阻：P=Pa=Pw=

3、Po,6.風扇曲線的選擇,如風扇由發(fā)動機驅動，根據(jù)速比計算最大功率點和最大扭矩點時的風扇轉速，確定需轉換的風扇體積風速-靜壓曲線極端情況下，考慮發(fā)動機110%負荷時或超速10%時的風扇轉速，調用體積風速-靜壓曲線。 。 如風扇轉速與計算值有差異時，可用兩鄰的兩條曲線按插值法作出需要的曲線。 如風扇由電機或液壓馬達驅動，則選用電機或液壓馬達達到最高轉速時的體積風速-靜壓曲線。,7.風扇曲線的轉換,我們假定風扇驅動空氣全部通過了換熱器。 風扇體積風速-靜壓曲線是在常溫下測得，而換熱器設計考慮的是極端環(huán)境條件，溫度上升必然導致空氣密度下降。 根據(jù)環(huán)境溫度和換熱器正面面積之和進行計算，將選定的風扇體積

4、風速-靜壓曲線轉換成重量風速-靜壓曲線。,8.尋找平衡點,做一等高線，與各換熱器的重量風速-風阻曲線及風扇重量風速-靜壓曲線相交，得到一組交點O，此時，風扇靜壓與風阻相等，分別計算通過散熱器、中冷器、油冷器的風量，各換熱器風量之和應與風扇風量相等。 如風量之和大于風扇風量，降低等高線位置，按前述方式重新計算，直到風量相等。 調整前：V1+V2+V3V 調整后： V1+V2+V3= V,做等高線,下圖依次是風扇靜壓風量曲線、散熱器重量風速風阻曲線、中冷器重量風速風阻曲線和油冷器重量風速風阻曲線。 風扇 散熱器 中冷器 油冷器 P O O1 O2 O3 P O O! O2 O3 0 V V” V”

5、1 V1 V”2 V2 V”3 V3,8.繼續(xù)尋找平衡點,如風量之和小于風扇風量，抬高等高線位置，按前述方式重新計算，直到風量相等。 此時各換熱器的散熱系數(shù)，就是它所具備的散熱能力。用Uw來表述。,9.熱量的平衡,發(fā)動機散發(fā)的熱量被強制通過散熱器的空氣完全吸收，則：Qw=Qa。 根據(jù)公式Qw=Gw Cpw （Tw1-Tw2）計算出水溫度Tw2。 Gw水流量 Cpw 水的比熱容 根據(jù)公式Qa=Ga Cpa （Ta2-Ta1）計算出風溫度 Ta2。 Ga空氣流量 Cpa 空氣的比熱容,10.平均溫差,散熱器散發(fā)熱量，水溫會逐漸下降；經(jīng)過散熱器的空氣吸收熱量，溫度會逐漸上升，各點的氣水溫差都不一樣。

6、 算數(shù)平均溫差：Trm （Tw1+Tw2）-（Ta1+Ta2） 2 對數(shù)平均溫差：Trm= （Tw1-Ta2）-（Tw2-Ta1） ln（Tw1-Ta2）/（Tw2-Ta1）,氣水（液氣）溫差分布圖,溫差（Tw1-Ta1） Tw1 （Tw1-Ta2）溫差 進 水 Ta1 Ta2 進氣 出氣 出 水 溫差（Tw2-Ta1） Tw2 （Tw2-Ta2）溫差,11.氣水當量,計算氣水當量，它們的值對液氣平均溫差的實際值有很大的影響。 P=（Ta2-Ta1）/（Tw1-Ta1）， R=（Tw1-Tw2）/（Ta2-Ta1），,12.修正系數(shù),根據(jù)P、R值查找對數(shù)平均溫差的修正系數(shù)Ft。 如P、R值均較

7、小，或芯體厚度較?。?0mm ），可視 Ft1。 修正后的氣水平均溫差：Tm= Ft Trm,13.散熱器的散熱系數(shù)計算,帶入散熱量、進出水溫、進出氣溫、散熱面積、流量等參數(shù)，算出熱平衡時的散熱系數(shù)， Ur=Qw/（S*Tm）， 其中： S散熱器管、帶散熱面積之和 m2 Qw散熱量 kw,14.散熱器散熱系數(shù)的比較,散熱器本身具備的散熱系數(shù)Ur已通過前面的做圖法找出。 計算所得的散熱系數(shù)Uw應小于Ur 15%以上，保證散熱性能有一定的儲備。,15.中冷器散熱系數(shù)計算、比較,中冷器散熱系數(shù)的計算與散熱器散熱系數(shù)的計算方法基本相同，由于中冷器進氣溫度比環(huán)境溫度高得多，空氣當量中的P、R值均較小，可

8、視 Ft1。 中冷器計算所得的散熱系數(shù)與中冷器所具備的散熱系數(shù)的比較，也與散熱器的相同。,16.油冷器散熱系數(shù)計算、比較,油冷器散熱系數(shù)的計算與散熱器散熱系數(shù)的計算方法相同。 特例：板翅式油冷器的散熱管內有既增加強度也提高油換熱效率的內翅片，它的面積大小，明顯影響整個換熱器的效率，因此它的面積也被計入散熱面積內。,17.重新計算,如計算所得散熱系數(shù)有的達不到上述要求，有的超出要求，在不改變總的正面面積的前提下，應通過調整各個換熱器正面的方式調整散熱面積，重新尋找平衡點來重新計算。 如不改變總的正面面積達不到要求，可調高正面面積并重新分配，重復步驟116。 如正面面積不可調整，可調整個別或全部散熱管帶規(guī)格再重復步驟116。 這是一個痛苦的過程，需反復地畫等高線來找平衡點。,18.油冷器、中冷器的特殊性,通過調整油冷器的油流量，可顯著提高油冷器的散熱性能，但同時油冷器承受的壓力也顯著提高。不得已時可考慮此方案。 通過改變中冷器散熱管的形式，如將普通的口琴管改為內翅片管，加大內部散