百叶窗翅片管汽车散热器特性仿真研究
以百叶窗翅片汽车散热器为研究对象，提出了基于散热器微元结构的动态传热模型，把散热器传热过程分为水侧传热、翅片管传热和空气侧传热%部分来考虑。建立了相应的散热器传热及阻力特性的数学模型，并在MATLAB/SIMULINK环境中建立了其仿真模型，进行了仿真值与试验值的比较。结果表明，仿真结果与相应的百叶窗翅片散热器试验数据基本一致。
汽车发动机散热器采用的是紧凑式散热芯子,其型式主要有管带式和管片式两种,而每种型式中还有多种结构的翅片。流动可视化研究以及对元件传热特性和流动阻力特性的研究结果表明,为了增强散热能力,采用百叶窗式的翅片结构最为有利。但是研究亦发现,散热器芯体结构尺寸对散热器性能也有很大影响。由于百叶窗翅片的结构比较复杂,其传热及阻力特性要由试验测定,这在一定程度上延长了设计周期,对新产品的开发是不利的。因此,对汽车发动机百叶窗翅片散热器特性进行仿真研究是必要的。
在MATLAB/SIMULINK环境中建立了百叶窗翅片散热器的仿真模型,分析其传热及阻力特性,并通过试验对模型进行了验证。
散热器传热的数学模型以往汽车散热器传热计算模型都是采用稳态传热方程,忽略翅片管本身温度变化的影响,只考虑水和空气在稳态状况下的传热,这与散热器的实际传热情况是有一定差别的。基于这点,提出了基于散热器微元结构的动态传热模型。该模型把散热器传热过程分成水侧传热、翅片管传热和空气侧传热3部分来考虑,这样建立的模型更符合散热器传热的实际过程。
以百叶窗翅片汽车散热器为研究对象，空气在翅片管外面掠过，水在管内流动，空气和水之间的热量交换通过管壁和翅片表面进行。空气和水的流动为非接触叉流。将散热器视为由许多微元组成，这样，只要准确建立微元的模型，即可对不同排数、不同翅片形式、不同几何尺寸的百叶窗翅片散热器进行大致相同的动态模拟计算。