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基于CFD的汽车空调平行流冷凝器的仿真试验研究
| 论文题名： | 基于CFD的汽车空调平行流冷凝器的仿真试验研究 |
| 关键词： | 汽车空调;平行流冷凝器;气流流场;计算流体力学;百叶窗翅片;多孔扁管;换热系数 |
| 摘要： | 汽车空调平行流冷凝器属于紧凑型换热器，是在管带式冷凝器基础上发展而来的，具有体积小、质量轻、换热效率高等优点，其换热性能的优劣对汽车空调性能的影响很大。平行流冷凝器主要依靠空气侧百叶窗和制冷剂侧扁管进行对流换热，因此，空气侧百叶窗及制冷剂侧扁管的结构参数对平行流冷凝器性能的影响很大。本义通过研究百叶窗和扁管结构参数对冷凝器空气侧和制冷剂侧换热系数、压降及流动特性变化的影响，对百叶窗和扁管的结构进行优化。开展的主要研究工作有以下几方面: 一是基于CFD方法进行的平行流冷凝器空气侧和制冷剂侧的性能研究。分别建立平行流冷凝器空气侧百叶窗的CFD模型，对平行流冷凝器百叶窗流道内气流的流场、温度场及压降等参数进行数值仿真，研究平行流冷凝器百叶窗结构在迎风风速、流道长度相同的条件下，不同百叶窗角度和间距的冷凝器空气侧的散热量、气流流场及压力等变化规律，得出当百叶窗角度在27°～28°，间距在1.6mm～1.8mm时，空气流过百叶窗流道的流场分布较均匀，压降和换热量等性能最优。 其次，对平行流冷凝器单相流程扁管中制冷剂的流场、各扁管出口流量等参数进行数值模拟仿真，并结合生产实际的工艺要求，开展了扁管伸入集流管深度H对制冷机流动均匀性的影响研究，研究表明在集流管进口流量为0.044kg/s，扁管伸入集流管深度H为1/2D时，制冷剂流出扁管的压降最低，换热量最大，为了提升扁管出口流量均匀度和出口流量，采用“D”形集流管代替普通“O”形集流管，数值模拟仿真结果表明，“D”型管的使用可以在保证扁管结构强度的条件下，提高出口流量均匀度。 最后，利用上述模拟仿真研究结果，对不同空气侧和制冷剂侧的多组平行流冷凝器进行试验研究，得到各组不同结构参数下平行流冷凝器空气侧换热系数、压降、空气流量、制冷剂扁管出口流量、出口流量均匀度以及压降等参数，试验研究的结果与数值仿真基本吻合，表明数值模拟对平行流冷凝器空气侧及制冷剂侧结构参数优化的分析结果是可靠的，同时也表明CFD用于平行流冷凝器空气侧百叶窗和制冷剂侧扁管的结构设计是可行的，该方法对缩短产品开发周期，降低试验研究成本具有积极意义。 |
| 作者： | 张轶 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 沈辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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