车用散热器散热面积的计算
一、散热量的确定
1．用户已给散热量的按已给散热量计算.
燃烧室为预燃室和涡流室的发动机取较大值697.8 Ps
直接喷射式的发动机取较小值348.9 Ps
增压的直喷柴油机可取(348.9-465.2) Ps
1.散热器的进水温度ts1
闭式冷却系可取ts1=95-100℃(节温器全开温度)
2.散热器出水温度ts2
ts2= ts1-Δts Δts是冷却水在散热器中的最大温降,对强制冷却系可取Δts=6-12℃
3.进入散热器的空气温度tk1 一般取tk1=40-45℃
4.流出散热器的空气温度tk2
tk2= tk1+Δtk Δtk是空气流过散热器时的温升,可按下式计算:
Δtk=Q/(3600×AZ×CP×VK×ρk)
式中 AZ表示散热器芯部的正迎风面积; CP表示空气的定压比热容CP=0.24kcal/kgf℃ VK表示散热器前的空气流速,车用发动机可取VK=12-15m/s ρk表示空气密度,设定在一个大气压气温50℃下查表得ρk=1.09kg/m3
5.平均温差修正系数φ
汽车发动机的冷却形式,属于两种流体互不混合的交叉流式换热形式.与热力学的简单顺流与逆流的换热形式不同,所以要以修正系数φ对平均温度差结果进行计算修正.而φ值的大小取决于两个无量纲的参数P及R.
P=(出气温度-进气温度)/(进水温度-进气温度)
R=(进水温度-出水温度)/( 出气温度-进气温度)
查上表可得φ值
6.平均温差Δtm
根据传热学原理,平均温差Δtm可按下式计算:
Δtm=φ{(Δtmax-Δtmin)/ ㏑(Δtmax/Δtmin)}
Δtmax= ts1- tk1 Δtmin汽车发动机水箱= ts2- tk2
三、确定传热系数K值
传热系数K是评价散热器换热效能的重要参数,其主要受散热器芯部结构,水管中冷却水的流速,通过散热器的空气流速,管片材料以及制造质量等诸多固素的影响,因此需根据实验数据来确定,一搬铜制管带式散热器可取 K=93-116W/(m2K).
四、计算散热面积A
散热器的散热面积,即为散热器芯与空气接触的总表面积.按下式进行计算 A=Q/(K×Δtm)
实际设计可留10%的余度取A×110%
林州市宏昌水箱厂
技术部
2014．09．18
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