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收腰型铝散热器的空气侧优化

马秀勤 赵津 袁征 李梅珺

马秀勤, 赵津, 袁征, 李梅珺. 收腰型铝散热器的空气侧优化[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(8): 1264-1269. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180305
引用本文: 马秀勤, 赵津, 袁征, 李梅珺. 收腰型铝散热器的空气侧优化[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(8): 1264-1269. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180305
Ma Xiuqin, Zhao Jin, Yuan Zheng, Li Meijun. Air-side Structural Optimization for Wasp Waist Radiator of Aluminum[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(8): 1264-1269. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180305
Citation: Ma Xiuqin, Zhao Jin, Yuan Zheng, Li Meijun. Air-side Structural Optimization for Wasp Waist Radiator of Aluminum[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(8): 1264-1269. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180305

收腰型铝散热器的空气侧优化

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180305
基金项目: 

贵州省普通高等学校新能源汽车工程研究中心项目 黔教合KY字[2014]226号

贵州工程应用技术学院高层次人才科研项目 G2018008

黔科合平台人才项目 [2017]5502

黔科合平台人才项目 [2017]5630

贵州工程应用技术学院高层次人才科研项目 G2018009

详细信息
    作者简介:

    马秀勤(1989-), 讲师, 硕士, 研究方向为汽车及其零部件设计方法, 流体传热, mxqhappyday@163.com

  • 中图分类号: TH16;TK172

Air-side Structural Optimization for Wasp Waist Radiator of Aluminum

  • 摘要: 为寻找一种与收腰管匹配效果更好的散热翅片结构,先应用正交试验与模拟仿真对收腰管百叶窗散热器翅片的4个主要结构参数,即翅片间距Fp、百叶窗间距Lp、百叶窗宽度Lw和百叶窗角度La进行优化,得到各结构参数对散热器传热性能和压降性能的影响规律,即百叶窗角度La影响最大,翅片间距Lp影响最小。随后,在此基础上提出了散热翅片的优化方案。最后,利用风洞试验对优化前后的散热器性能进行了比较。结果显示,优化后的百叶窗翅片结构可以明显提高散热器空气侧的传热,同时降低了风阻。
  • 图  1  翅片结构参数

    图  2  模型与边界条件

    图  3  对称面的温度分布(模型1)

    图  4  对称面的压力分布(模型1)

    图  5  风洞试验装置

    图  6  改进前后两散热器的传热量

    图  7  改进前后散热器的进出口压降

    表  1  结构参数水平设计表

    参数名 水平
    1 2 3
    翅片间距Fp/mm 2 2.26 2.52
    百叶窗间距Lp/mm 1.1 1.3 1.5
    百叶窗宽度Lw/mm 3.58 3.78 3.98
    百叶窗角度La/(°) 23 25 27
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    表  2  结构参数水平设计表

    模型编号 Fp/mm Lp/mm Lw/mm La/(°)
    1 2 1.1 3.58 23
    2 2 1.3 3.78 25
    3 2 1.5 3.98 27
    4 2.26 1.1 3.78 27
    5 2.26 1.3 3.98 23
    6 2.26 1.5 3.58 25
    7 2.52 1.1 3.98 25
    8 2.52 1.3 3.58 27
    9 2.52 1.5 3.78 23
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    表  3  入口风速为2 m/s正交试验结果分析表

    模型编号 Fp/mm Lp/mm Lw/mm La/(°) 传热系数h/(W·(m2·K)-1) 压降ΔP/Pa 综合因子c/(W·(m2·K·Pa)-1)
    1 2 1.1 3.58 23 56.0 30.7 1.82
    2 2 1.3 3.78 25 41.2 32.4 1.28
    3 2 1.5 3.98 27 52.0 41.1 1.27
    4 2.26 1.1 3.78 27 24.5 34.7 0.71
    5 2.26 1.3 3.98 23 44.2 29.0 1.52
    6 2.26 1.5 3.58 25 51.6 37.5 1.38
    7 2.52 1.1 3.98 25 47.7 28.8 1.66
    8 2.52 1.3 3.58 27 49.6 31.2 1.59
    9 2.52 1.5 3.78 23 50.1 28.5 1.76
    AVc1 1.46 1.40 1.60 1.7
    AVc2 1.2 1.46 1.25 1.44
    AVc3 1.67 1.47 1.48 1.19
    R 0.47 0.07 0.35 0.51
    最优参数 Fp3 Lp3 Lw1 La1
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    表  4  不同入口风速下的正交试验分析表

    风速/(m·s-1) 名称 Fp Lp Lw La
    2 R 0.47 0.07 0.35 0.51
    最优参数 Fp3 Lp3 Lw1 La1
    4 R 0.34 0.12 0.23 0.36
    最优参数 Fp3 Lp1 Lw1 La2
    6 R 0.22 0.08 0.11 0.24
    最优参数 Fp3 Lp3 Lw1 La1
    8 R 0.21 0.04 0.07 0.23
    最优参数 Fp3 Lp3 Lw1 La1
    10 R 0.143 0.06 0.08 0.140
    最优参数 Fp3 Lp3 Lw1 La1
    12 R 0.07 0.01 0.09 0.1
    最优参数 Fp3 Lp3 Lw1 La2
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    表  5  不同入口风速下各参数对散热器性能的影响顺序

    风速/(m·s-1) 参数影响顺序
    1 2 3 4
    2 La Fp Lw Lp
    4 La Fp Lw Lp
    6 La Fp Lw Lp
    8 La Fp Lw Lp
    10 Fp La Lw Lp
    12 La Lw Fp Lp
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  • 收稿日期:  2018-05-30
  • 刊出日期:  2019-08-05

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