為了保證工程車(chē)輛散熱器工作穩(wěn)定性,降低空氣側(cè)渦流產(chǎn)生的影響,針對(duì)散熱器翅片幾何特征進(jìn)行改進(jìn)。首先,對(duì)比管片式散熱器模型的仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù),以驗(yàn)證仿真模型的準(zhǔn)確性;然后對(duì)安裝鋸齒形渦發(fā)生器的散熱器模型進(jìn)行仿真,計(jì)算改進(jìn)前后散熱器JF因子并進(jìn)行比較;最后,對(duì)不同渦發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)下的散熱器進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:空氣速度在2～12 m/s區(qū)間時(shí),新散熱器的JF因子高于原散熱器,當(dāng)流速為12 m/s時(shí),改進(jìn)散熱器的JF因子高出約30%;對(duì)比分析不同渦發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)水平下的散熱器,氣流攻角30°和渦發(fā)生器高度2.34 mm對(duì)散熱器傳熱系數(shù)和壓力損失影響最大,渦發(fā)生器寬度變化對(duì)其影響很小,鋸齒高度對(duì)壓力損失影響較大,但對(duì)傳熱系數(shù)影響很小。 

【文章來(lái)源】：車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī). 2019,(02)北大核心

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【部分圖文】：

圖１結(jié)構(gòu)參數(shù)示意２模型仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證

Ｓｃ／ｍｍ１３換熱管長(zhǎng)徑Ｐｈ／ｍｍ１４管排間距Ｓｒ／ｍｍ１８換熱管短徑ｈｈ／ｍｍ２．５圖１結(jié)構(gòu)參數(shù)示意２模型仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證２．１網(wǎng)格劃分與設(shè)置對(duì)整個(gè)計(jì)算區(qū)域采用結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格混合劃分網(wǎng)格，為提高仿真計(jì)算的準(zhǔn)確度，在各壁面設(shè)置邊界層，邊界層劃分５層，初始值０．００５，增長(zhǎng)率１．１，部分網(wǎng)格見(jiàn)圖２。圖２模型部分網(wǎng)格延長(zhǎng)單元體入口與出口區(qū)域，以保證流動(dòng)的平穩(wěn)性［９］。具體邊界設(shè)定見(jiàn)圖３。圖３單元體邊界模型２．２相關(guān)仿真邊界設(shè)定根據(jù)工程車(chē)輛的實(shí)際作業(yè)狀況，確定散熱器模型的仿真參數(shù)。參照文獻(xiàn)［９］，在入口速度２，４，６，８，１０，１２ｍ／ｓ下進(jìn)行仿真，選用標(biāo)準(zhǔn)κ－ε湍流模型，流體為空氣，忽略升浮力。仿真參數(shù)見(jiàn)表２。２０１９年４月劉亞?wèn)|，等：鋸齒形渦發(fā)生器在車(chē)用散熱器中的應(yīng)用研究·１６·

３散熱器改進(jìn)及仿真分析３．１散熱器改進(jìn)模型通常情況下，散熱器散熱面積越大，壓力損失也越大；氣流流過(guò)換熱管后形成了馬蹄渦，滯留了部分熱量。因此，在換熱管上安裝鋸齒形渦發(fā)生器（翼片）以改善散熱。鋸齒形渦發(fā)生器參數(shù)：翼片寬度（ｗｖ）１．４５ｍｍ，翼片高度（ｈｖ）３．２４ｍｍ，翼片厚度（ｄｖ）０．１２ｍｍ，鋸齒高度（ｈｓ）０．５５ｍｍ。安裝渦發(fā)生器后散熱器新模型見(jiàn)圖６。圖６改進(jìn)散熱器模型３．２改進(jìn)模型仿真結(jié)果分析改進(jìn)模型單元體的網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置及各參數(shù)設(shè)置均與原始模型相同。渦流發(fā)生裝置除與熱管接觸部分外均設(shè)置為無(wú)滑移壁面（ｗａｌｌ）。入口處空氣速度為６ｍ／ｓ時(shí)，新散熱器模型仿真結(jié)果見(jiàn)圖７。新散熱器模型入口處空氣壓力為１０１．２８～１０８．８０Ｐａ，在首次流經(jīng)換熱管后，壓力下降了７．５２～１５．０５Ｐａ，流體邊界層在脫離換熱管壁面后順延到了渦發(fā)生器，從而使得邊界層的分離得到了延遲，增大了沿程阻力。圖７ｂ為新散熱器模型的溫度云圖，此時(shí)氣體區(qū)域平均溫度達(dá)到６６．５℃。從圖中可以看到換熱管后面高溫區(qū)域增大，這是由于渦發(fā)生器與換熱管相連，相應(yīng)地增加了散熱面積，導(dǎo)致?lián)Q熱量增加，由場(chǎng)的協(xié)同性原理可知，渦發(fā)生器改善了速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)的矢量夾角，增強(qiáng)了換熱；并且從速度矢量局部放大圖（圖７ｃ）中可以看到，換熱管后渦流面圖７改進(jìn)散熱器仿真結(jié)果積不大，且強(qiáng)度不高，這是由于鋸齒形渦發(fā)生器阻礙了馬蹄渦的形成，同時(shí)尾緣鋸齒產(chǎn)生額外的小馬蹄渦加快了

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3049152