汽車(chē)空調(diào)加熱器換熱效率及其風(fēng)道研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-09 21:23
汽車(chē)空調(diào)作為提高駕駛舒適性和安全性的重要手段,越來(lái)越被人們所重視,其性能已經(jīng)成為各汽車(chē)廠家在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的主要手段。隨著新能源汽車(chē)在本世紀(jì)的興起,因其電池電能是有限的,汽車(chē)空調(diào)作為非行駛耗能部件,它的性能與汽車(chē)?yán)飻?shù)程緊密相關(guān),這就對(duì)汽車(chē)空調(diào)的性能與能源利用率有新的要求,在保證空調(diào)性能的同時(shí)減少耗能以減少其對(duì)汽車(chē)?yán)锍虜?shù)的影響。同時(shí)合理的車(chē)內(nèi)氣流組織能給汽車(chē)帶來(lái)舒適性與安全性,使汽車(chē)在市場(chǎng)上有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。本文利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)對(duì)汽車(chē)空調(diào)加熱器及吹面風(fēng)道系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行比對(duì),驗(yàn)證仿真模型的可行性。并對(duì)加熱器內(nèi)部流動(dòng)及換熱進(jìn)行分析,并針對(duì)新能源汽車(chē)空調(diào)的主要矛盾,即性能與能耗,對(duì)加熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)指導(dǎo)。同時(shí)對(duì)吹面風(fēng)道系統(tǒng)內(nèi)部空氣流動(dòng)進(jìn)行分析,提出風(fēng)道優(yōu)化方案,使車(chē)內(nèi)氣流組織與溫度分布更加合理,提高車(chē)艙內(nèi)舒適度,提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。本文利用某汽車(chē)空調(diào)企業(yè)提供的汽車(chē)空調(diào)三維模型圖及實(shí)驗(yàn)條件,結(jié)合計(jì)算機(jī)服務(wù)器和仿真軟件STAR-CCM+進(jìn)行研究,具體工作及結(jié)果:(1)分別對(duì)汽車(chē)空調(diào)加熱器與吹面風(fēng)道系統(tǒng)進(jìn)行建模并進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,利用STAR-CCM+分別對(duì)汽車(chē)空調(diào)加熱...
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)江大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
增程式式新能源汽車(chē)車(chē)供熱原理圖圖
生的時(shí),熱量發(fā)動(dòng)程式的傳平行要求經(jīng)過(guò)何保失急F增程式電動(dòng)的工作余熱通暖風(fēng)系統(tǒng)在量,從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)機(jī)的工作余式發(fā)動(dòng)機(jī)為小傳熱介質(zhì),需行流換熱器的求有較高的換過(guò)換熱器時(shí)產(chǎn)保證高效的利急需研究。Fig.1圖ig.1-1Schem動(dòng)汽車(chē)暖風(fēng)通過(guò)傳熱介在增程模式現(xiàn)為車(chē)內(nèi)供余熱必須分小功率發(fā)動(dòng)需優(yōu)先流向的傳熱介質(zhì)換熱效率,產(chǎn)生的壓力利用熱能,圖1-2Schemati1-1增程式maticdiagram風(fēng)系統(tǒng)在夏季介質(zhì)帶到散熱式下由小功率供暖的目的分配給電池加動(dòng)機(jī),冬季發(fā)向電池給電池質(zhì)非常少,這才能為暖風(fēng)力損失需要消保證車(chē)內(nèi)舒1-2增程式icdiagramof3式新能源汽車(chē)mofextended季天氣熱時(shí)熱器處,在率汽油發(fā)動(dòng)。同時(shí)電池加熱,才能發(fā)動(dòng)機(jī)的工池加熱保證這里就對(duì)加風(fēng)系統(tǒng)提供消耗電池電舒適度的同式新能源汽車(chē)fextendedran車(chē)原理示意圖drangenewe時(shí)是不工作在冷卻風(fēng)扇動(dòng)機(jī)的工作池在冬季的能使其穩(wěn)定工工作余熱不證其正常工加熱器性能供足夠的熱電能,進(jìn)而同時(shí)減少暖車(chē)供熱原理圖ngenewenerg圖energyvehicl的,小功率的作用下帶余熱為平行低溫環(huán)境下工作,如圖足,且從發(fā)作,所以在有著較高的量。同時(shí)暖影響汽車(chē)的風(fēng)經(jīng)過(guò)換熱圖gyvehiclehele率汽油發(fā)動(dòng)帶到車(chē)外;行流換熱器下工作性能圖2所示。發(fā)動(dòng)機(jī)帶走在冬季能提的要求,它暖風(fēng)系統(tǒng)的的里程數(shù),熱器時(shí)的壓eating動(dòng)機(jī)產(chǎn)冬季器提供能差,但增走熱量提供給它必須的暖風(fēng)故如壓力損
4以CFD軟件STAR-CCM+為主要研究手段,在大量數(shù)據(jù)積累和驗(yàn)證計(jì)算的基礎(chǔ)之上,以上述增程式電動(dòng)汽車(chē)的加熱器和HVAC及吹面風(fēng)道組合系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)加熱器和HVAC及吹面風(fēng)道組合內(nèi)部的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。在保證加熱器換熱性能同時(shí),以降低壓力損失能耗為性能指標(biāo),優(yōu)化加熱器結(jié)構(gòu);以風(fēng)量分配和出口溫度等性能指標(biāo)分析HVAC及吹面風(fēng)道的結(jié)構(gòu)是否合理,進(jìn)而對(duì)HVAC及吹面風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究,改進(jìn)并完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理部分,達(dá)到使空調(diào)系統(tǒng)在舒適性、安全性方面提升的目的。尤其在新能源汽車(chē)方面,本文研究對(duì)空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)及其吹面風(fēng)道等其它相關(guān)設(shè)計(jì)工作也具有一定的借鑒價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀1.2.1汽車(chē)空調(diào)HVAC概述HVAC即采暖,通風(fēng)與空調(diào)。汽車(chē)空調(diào)HVAC系統(tǒng)是指裝配在儀表面板下方,且具有供暖、降溫、空氣循環(huán)功能的單元,該系統(tǒng)主要組成部件包含鼓風(fēng)機(jī)總成、蒸發(fā)器芯體、加熱器芯體、混合風(fēng)門(mén)、模式風(fēng)門(mén)等[11],如下圖3所示。圖1-3汽車(chē)空調(diào)HVAC結(jié)構(gòu)圖Fig.1-3HVACstructurediagramofautomobileairconditioner夏季工況下,鼓風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn),將車(chē)艙外的新鮮空氣或者車(chē)艙內(nèi)的循環(huán)空氣吸入HVAC總成內(nèi),蒸發(fā)器對(duì)吸入的空氣進(jìn)行降溫后,通過(guò)相關(guān)風(fēng)門(mén)的引導(dǎo),經(jīng)過(guò)風(fēng)道在出風(fēng)口進(jìn)入車(chē)內(nèi),與駕駛室內(nèi)的空氣混合,達(dá)成對(duì)車(chē)艙內(nèi)空間降溫的目的。冬季工況下,大多數(shù)的車(chē)輛是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作余熱對(duì)車(chē)內(nèi)進(jìn)行供暖的。在鼓風(fēng)機(jī)的作用下新風(fēng)或者循環(huán)風(fēng)經(jīng)加熱器加熱之后,通過(guò)相關(guān)風(fēng)門(mén)控制,經(jīng)由不同的出風(fēng)口進(jìn)入車(chē)內(nèi),實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)內(nèi)空間的加熱。對(duì)于無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)車(chē)則利用
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于正交試驗(yàn)的風(fēng)道加熱器流場(chǎng)及溫度場(chǎng)分析[J]. 李鑫鑫,吳娟,高貴軍,邢亞?wèn)|,閆志超. 液壓與氣動(dòng). 2020(02)
[2]基于CFD的汽車(chē)空調(diào)除霜性能分析及優(yōu)化[J]. 王凱晨,王淑坤. 吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]某汽車(chē)空調(diào)暖風(fēng)風(fēng)道的CFD仿真和優(yōu)化[J]. 楊潤(rùn)澤,安正順. 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]基于豐田卡羅拉淺談對(duì)混動(dòng)汽車(chē)的認(rèn)識(shí)[J]. 郝曉華,田曉飛,孫佳男. 應(yīng)用能源技術(shù). 2016(06)
[5]汽車(chē)空調(diào)換熱器特點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)展研究[J]. 孟芳,唐明,董志斌,蘇麗華,叢日新. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(12)
[6]轎車(chē)空調(diào)風(fēng)道溫度場(chǎng)特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 嚴(yán)運(yùn)兵,丁明亮,劉穎星,鄭之兵,佘?chē)?guó)芹. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(18)
[7]汽車(chē)空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)性能優(yōu)化與效果分析[J]. 孫玉,沈兆江,張恒. 制冷技術(shù). 2014(04)
[8]淺析汽車(chē)空調(diào)技術(shù)發(fā)展[J]. 沈徐輝. 科技視界. 2014(19)
[9]淺析汽車(chē)空調(diào)HAVC設(shè)計(jì)技巧[J]. 楊賢飛. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(17)
[10]暖風(fēng)換熱器性能提升方法的探討[J]. 平永亮,姚軍平,秦紅,陳鳳云,王旭,葉航,劉永強(qiáng). 汽車(chē)電器. 2013(06)
博士論文
[1]平行流冷凝器空氣側(cè)換熱性能和壓降的CFD仿真及試驗(yàn)研究[D]. 田曉虎.重慶大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于CFD轎車(chē)空調(diào)風(fēng)道仿真分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 趙浩鳴.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2018
[2]汽車(chē)空調(diào)HVAC的溫度線性分析[D]. 胡楊.重慶大學(xué) 2018
[3]某轎車(chē)空調(diào)制冷效果提升方法研究[D]. 牟文成.吉林大學(xué) 2017
[4]電動(dòng)客車(chē)空調(diào)用平行流換熱器數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐云婷.中原工學(xué)院 2017
[5]某輕型車(chē)空調(diào)系統(tǒng)性能匹配與優(yōu)化[D]. 續(xù)志勇.吉林大學(xué) 2016
[6]汽車(chē)熱交換器通用設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)[D]. 古建.重慶大學(xué) 2016
[7]車(chē)輛乘員艙熱舒適性分析[D]. 楊淑娟.重慶大學(xué) 2016
[8]平行流冷凝器在小型制冷系統(tǒng)上的應(yīng)用研究[D]. 王林.集美大學(xué) 2015
[9]A車(chē)型空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 汪俊.湖南大學(xué) 2014
[10]汽車(chē)空調(diào)蒸發(fā)器總成及吹面風(fēng)道的數(shù)值仿真[D]. 徐龍.東北大學(xué) 2013
本文編號(hào):3221339
【文章來(lái)源】:長(zhǎng)江大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
增程式式新能源汽車(chē)車(chē)供熱原理圖圖
生的時(shí),熱量發(fā)動(dòng)程式的傳平行要求經(jīng)過(guò)何保失急F增程式電動(dòng)的工作余熱通暖風(fēng)系統(tǒng)在量,從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)機(jī)的工作余式發(fā)動(dòng)機(jī)為小傳熱介質(zhì),需行流換熱器的求有較高的換過(guò)換熱器時(shí)產(chǎn)保證高效的利急需研究。Fig.1圖ig.1-1Schem動(dòng)汽車(chē)暖風(fēng)通過(guò)傳熱介在增程模式現(xiàn)為車(chē)內(nèi)供余熱必須分小功率發(fā)動(dòng)需優(yōu)先流向的傳熱介質(zhì)換熱效率,產(chǎn)生的壓力利用熱能,圖1-2Schemati1-1增程式maticdiagram風(fēng)系統(tǒng)在夏季介質(zhì)帶到散熱式下由小功率供暖的目的分配給電池加動(dòng)機(jī),冬季發(fā)向電池給電池質(zhì)非常少,這才能為暖風(fēng)力損失需要消保證車(chē)內(nèi)舒1-2增程式icdiagramof3式新能源汽車(chē)mofextended季天氣熱時(shí)熱器處,在率汽油發(fā)動(dòng)。同時(shí)電池加熱,才能發(fā)動(dòng)機(jī)的工池加熱保證這里就對(duì)加風(fēng)系統(tǒng)提供消耗電池電舒適度的同式新能源汽車(chē)fextendedran車(chē)原理示意圖drangenewe時(shí)是不工作在冷卻風(fēng)扇動(dòng)機(jī)的工作池在冬季的能使其穩(wěn)定工工作余熱不證其正常工加熱器性能供足夠的熱電能,進(jìn)而同時(shí)減少暖車(chē)供熱原理圖ngenewenerg圖energyvehicl的,小功率的作用下帶余熱為平行低溫環(huán)境下工作,如圖足,且從發(fā)作,所以在有著較高的量。同時(shí)暖影響汽車(chē)的風(fēng)經(jīng)過(guò)換熱圖gyvehiclehele率汽油發(fā)動(dòng)帶到車(chē)外;行流換熱器下工作性能圖2所示。發(fā)動(dòng)機(jī)帶走在冬季能提的要求,它暖風(fēng)系統(tǒng)的的里程數(shù),熱器時(shí)的壓eating動(dòng)機(jī)產(chǎn)冬季器提供能差,但增走熱量提供給它必須的暖風(fēng)故如壓力損
4以CFD軟件STAR-CCM+為主要研究手段,在大量數(shù)據(jù)積累和驗(yàn)證計(jì)算的基礎(chǔ)之上,以上述增程式電動(dòng)汽車(chē)的加熱器和HVAC及吹面風(fēng)道組合系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)加熱器和HVAC及吹面風(fēng)道組合內(nèi)部的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。在保證加熱器換熱性能同時(shí),以降低壓力損失能耗為性能指標(biāo),優(yōu)化加熱器結(jié)構(gòu);以風(fēng)量分配和出口溫度等性能指標(biāo)分析HVAC及吹面風(fēng)道的結(jié)構(gòu)是否合理,進(jìn)而對(duì)HVAC及吹面風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究,改進(jìn)并完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的不合理部分,達(dá)到使空調(diào)系統(tǒng)在舒適性、安全性方面提升的目的。尤其在新能源汽車(chē)方面,本文研究對(duì)空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)及其吹面風(fēng)道等其它相關(guān)設(shè)計(jì)工作也具有一定的借鑒價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀1.2.1汽車(chē)空調(diào)HVAC概述HVAC即采暖,通風(fēng)與空調(diào)。汽車(chē)空調(diào)HVAC系統(tǒng)是指裝配在儀表面板下方,且具有供暖、降溫、空氣循環(huán)功能的單元,該系統(tǒng)主要組成部件包含鼓風(fēng)機(jī)總成、蒸發(fā)器芯體、加熱器芯體、混合風(fēng)門(mén)、模式風(fēng)門(mén)等[11],如下圖3所示。圖1-3汽車(chē)空調(diào)HVAC結(jié)構(gòu)圖Fig.1-3HVACstructurediagramofautomobileairconditioner夏季工況下,鼓風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn),將車(chē)艙外的新鮮空氣或者車(chē)艙內(nèi)的循環(huán)空氣吸入HVAC總成內(nèi),蒸發(fā)器對(duì)吸入的空氣進(jìn)行降溫后,通過(guò)相關(guān)風(fēng)門(mén)的引導(dǎo),經(jīng)過(guò)風(fēng)道在出風(fēng)口進(jìn)入車(chē)內(nèi),與駕駛室內(nèi)的空氣混合,達(dá)成對(duì)車(chē)艙內(nèi)空間降溫的目的。冬季工況下,大多數(shù)的車(chē)輛是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作余熱對(duì)車(chē)內(nèi)進(jìn)行供暖的。在鼓風(fēng)機(jī)的作用下新風(fēng)或者循環(huán)風(fēng)經(jīng)加熱器加熱之后,通過(guò)相關(guān)風(fēng)門(mén)控制,經(jīng)由不同的出風(fēng)口進(jìn)入車(chē)內(nèi),實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)內(nèi)空間的加熱。對(duì)于無(wú)發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)車(chē)則利用
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于正交試驗(yàn)的風(fēng)道加熱器流場(chǎng)及溫度場(chǎng)分析[J]. 李鑫鑫,吳娟,高貴軍,邢亞?wèn)|,閆志超. 液壓與氣動(dòng). 2020(02)
[2]基于CFD的汽車(chē)空調(diào)除霜性能分析及優(yōu)化[J]. 王凱晨,王淑坤. 吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]某汽車(chē)空調(diào)暖風(fēng)風(fēng)道的CFD仿真和優(yōu)化[J]. 楊潤(rùn)澤,安正順. 湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]基于豐田卡羅拉淺談對(duì)混動(dòng)汽車(chē)的認(rèn)識(shí)[J]. 郝曉華,田曉飛,孫佳男. 應(yīng)用能源技術(shù). 2016(06)
[5]汽車(chē)空調(diào)換熱器特點(diǎn)及應(yīng)用發(fā)展研究[J]. 孟芳,唐明,董志斌,蘇麗華,叢日新. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(12)
[6]轎車(chē)空調(diào)風(fēng)道溫度場(chǎng)特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 嚴(yán)運(yùn)兵,丁明亮,劉穎星,鄭之兵,佘?chē)?guó)芹. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(18)
[7]汽車(chē)空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)性能優(yōu)化與效果分析[J]. 孫玉,沈兆江,張恒. 制冷技術(shù). 2014(04)
[8]淺析汽車(chē)空調(diào)技術(shù)發(fā)展[J]. 沈徐輝. 科技視界. 2014(19)
[9]淺析汽車(chē)空調(diào)HAVC設(shè)計(jì)技巧[J]. 楊賢飛. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2014(17)
[10]暖風(fēng)換熱器性能提升方法的探討[J]. 平永亮,姚軍平,秦紅,陳鳳云,王旭,葉航,劉永強(qiáng). 汽車(chē)電器. 2013(06)
博士論文
[1]平行流冷凝器空氣側(cè)換熱性能和壓降的CFD仿真及試驗(yàn)研究[D]. 田曉虎.重慶大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于CFD轎車(chē)空調(diào)風(fēng)道仿真分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 趙浩鳴.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2018
[2]汽車(chē)空調(diào)HVAC的溫度線性分析[D]. 胡楊.重慶大學(xué) 2018
[3]某轎車(chē)空調(diào)制冷效果提升方法研究[D]. 牟文成.吉林大學(xué) 2017
[4]電動(dòng)客車(chē)空調(diào)用平行流換熱器數(shù)值仿真及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐云婷.中原工學(xué)院 2017
[5]某輕型車(chē)空調(diào)系統(tǒng)性能匹配與優(yōu)化[D]. 續(xù)志勇.吉林大學(xué) 2016
[6]汽車(chē)熱交換器通用設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)[D]. 古建.重慶大學(xué) 2016
[7]車(chē)輛乘員艙熱舒適性分析[D]. 楊淑娟.重慶大學(xué) 2016
[8]平行流冷凝器在小型制冷系統(tǒng)上的應(yīng)用研究[D]. 王林.集美大學(xué) 2015
[9]A車(chē)型空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 汪俊.湖南大學(xué) 2014
[10]汽車(chē)空調(diào)蒸發(fā)器總成及吹面風(fēng)道的數(shù)值仿真[D]. 徐龍.東北大學(xué) 2013
本文編號(hào):3221339
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