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车用热交换器翅片几何结构优化的数值研究
| 论文题名： | 车用热交换器翅片几何结构优化的数值研究 |
| 关键词： | 车用热交换器;百叶窗翅片;数值模拟;结构优化 |
| 摘要： | 百叶窗式翅片换热器是一种紧凑式热交换器，因其独特的几何特征获得良好的换热性能，在汽车冷却系统中应用越来越广泛。可是，在获得良好性能的同时，百叶窗翅片也会产生很大的压降损失，而这将增大风机功率。因此，在百叶窗翅片的设计过程中，应该综合考虑其流动和换热两个方面的性能。本文采用三维仿真分析从不同的角度对百叶窗式翅片换热器进行了分析与优化，对其结构参数的设计提供了优化方向及建议。 首先，本文对百叶窗式翅片的开窗角度θ、百叶窗间距 Lp、翅片间距 Fp、翅片厚度δ、百叶窗转向区长度 S2等结构参数进行了数值模拟，研究了其流动换热的影响规律。结果表明，除了百叶窗转向区长度 S2，其余各结构参数均对流动换热性能有明显影响，各结构参数的影响程度从大到小为：百叶窗角度θ、百叶窗间距Lp、翅片间距Fp、翅片厚度δ。 其次，针对翅片间距Fp、翅片角度θ、百叶窗间距Lp、翅片厚度δ等四个结构参数设计了正交试验设计以获得性能最佳的翅片结构。此外，还研究了翅片间距和百叶窗间距比值（Fp/Lp）对流动换热性能的影响。研究表明：较小的翅片间距、翅片角度和百叶窗间距的可使翅片换热器的综合性能更好。 最后，通过熵最小原理和火积耗散极值原理对不同工况及几何结构参数下的百叶窗翅片换热器进行优化。结果表明：最优结构的选择与百叶窗翅片换热器的工作状态密切相关。对于不同空气入口温度，当加热时，采用熵方法适用性更好；冷却时，火积方法的适用性更好。 |
| 作者： | 葛玮 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 李夔宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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