冷却系统设计
发动机冷却系统设计规范
编号：冷却系统设计规范编制：万涛校对：审核：批准：厦门金龙联合汽车工业有限公司技术中心年月日一、概述要使发动机正常工作，必须使其得到适度的冷却，冷却不足或冷却过度均会带来严重的影响。
冷却不足，发动机过热，会破坏各运动机件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加，磨损加剧，特别是活塞环和气缸壁之间的运动，严重时会发生烧蚀、卡滞，使发动机停转或者发生“拉缸”现象，刮伤活塞或气缸，更严重时还会发生连杆打烂气缸体现象。
也会使润滑油变稀，运动机件间的油膜破坏，造成干摩擦或半干摩擦，加速磨损。
同时会降低发动机充气量，使发动机功率下降。
发动机过度冷却时，由于冷却水带走太多热量，使发动机功率下降、动力性能变差。
发动机过冷，气缸磨损加剧。
同时，由于过冷，混合气形成的液体，容易进入曲轴箱使润滑油变稀，影响润滑作用。
由此可见，使发动机工作温度保持在最适宜范围内的冷却系，是何其重要。
一般地，发动机最适宜的工作温度是其气缸盖处冷却水温度保持在80℃~90℃，此时发动机的动力性、经济性最好。
二、冷却系统设计的总体要求a)具有足够的冷却能力，保证在所有工况下发动机出水温度低于所要求的许用值（一般为55°）；b) 冷却系统的设计应保证散热器上水室的温度不超过99 ℃。
c) 采用105 kPa压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到110 ℃，但一年中水温达到和超过99 ℃的时间不应超过50 h。
d) 冷却液的膨胀容积应等于整个系统冷却液容量的6 %。
e) 冷却系统必须用不低于19 L/min的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。
三、冷却系统的构成液体冷却系主要由以下部件组成：散热器、风扇、风扇护风罩、皮带轮、风扇离合器、水泵、节温器、副水箱、发动机进水管、发动机出水管、散热器除气管、发动机除气管等。
四、主要部件的设计选型1、散热器散热器的散热量（Q）和散热器散热系数（K）、散热器散热面积（A）及气液温差（⊿T）有关： Q=K·A·⊿T其中：Q---散热器的散热量（kcal/h）K---散热器散热系数（kcal/m2•h•ºC）A---散热器散热面积（m2）⊿T---气液温差：散热器进水温度和散热器进风温度之差（ºC）散热器的散热系数是代表散热效率的重要指标，主要影响因素如下：①冷却管内冷却液的流速---据试验结果，冷却液流速由0.2m/s提高到0.8m/s，散热效率有较大提高，但超过0.8m/s后，效果不大；②通过散热器芯部的空气流量---空气的导热系数很小，因此散热器的散热能力主要取决于空气的流动，通过散热器芯部的风量起了决定性作用；③散热器的材料和管带的厚度---国内散热器的材料目前基本上已标准化；④制造质量---主要是冷却管和散热带之间的贴合性和焊接质量；1.1 散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。
空压机的冷却水系统设计
空压机的冷却水系统设计空压机是一种常用的工业设备，用于将空气压缩并储存，以供后续使用。
而空压机在运行过程中会产生大量的热量，为了确保其正常运行，必须使用冷却水进行散热。
本文将探讨空压机的冷却水系统设计。
一、冷却水系统的基本原理在设计空压机的冷却水系统之前，我们需要了解其基本原理。
冷却水系统的主要任务是通过循环供水来吸收和散发空压机产生的热量，以降低空压机的温度。
冷却水系统通常由冷却塔、水泵、水箱、管道系统等组成。
二、冷却塔的选择冷却塔是冷却水系统中的重要组成部分，其选择应考虑以下几个因素：1. 散热效果：冷却塔的散热效果直接影响到空压机的冷却效果。
因此，在选择冷却塔时，应充分考虑其散热能力是否足够强大。
2. 维护成本：冷却塔使用一段时间后，会因为水垢、泥沙等物质的积累而影响散热效果，因此，选择易于清洗和维护的冷却塔可以减少维护成本。
3. 占地面积：冷却塔通常需要占用一定的场地，因此，在选择时应考虑其占地面积是否合适。
三、水泵的选型水泵在冷却水系统中的作用是循环供水，因此，在选型时应考虑以下几个因素：1. 流量与扬程：根据空压机的热量产生量以及冷却塔的散热能力等因素，确定冷却水的流量和扬程，然后选择合适的水泵。
2. 耐用性：水泵通常需要长时间运行，因此，选择耐用性好的水泵可以减少维护成本。
3. 节能性：节能是近年来重要的考虑因素之一，选择节能型水泵可以降低能源开支。
四、水箱和管道系统的设计水箱和管道系统是冷却水系统中的另外两个重要组成部分，其设计应考虑以下几个方面：1. 容量：根据空压机的热量产生量和循环水的需要，确定水箱的容量，并且确保水箱的容量足够满足冷却需求。
2. 材质：选择耐用、耐腐蚀的材质，以确保水箱和管道系统的长期稳定运行。
3. 管道布局：合理布置管道，以确保水的流动畅通，减少能量损失。
4. 清洗和维护：为了长期稳定运行，应设计便于清洗和维护的水箱和管道系统。
五、冷却水系统的维护冷却水系统的维护是确保其正常运行的关键。
模具冷却系统设计
家用电器模具冷却系统设计案例
散热器设计
家用电器模具的散热器 设计需考虑散热面积、 散热翅片间距和散热翅 片形状等因素，以提高 散热效率。
循环水道
家用电器模具的冷却系 统通常采用循环水道， 以确保冷却液能够持续 不断地流过模具表面， 带走热量。
控制系统
家用电器模具的控制系 统需具备温度控制、时 间控制和压力控制等功 能，以确保模具温度的 稳定和冷却液的循环。
05
模具冷却系统应用案例
汽车模具冷却系统设计案例
冷却水道设计
汽车模具冷却系统中的水道设计需根据模具的形状和大小进行定制， 以确保冷却液能够均匀地流过模具表面，提高冷却效果。
高效换热器
为了快速将热量从模具中带走，汽车模具冷却系统通常采用高效换 热器，如板式换热器或翅片式换热器。
控制系统
汽车模具冷却系统的控制系统需具备温度控制、流量控制和压力控制 等功能，以确保模具温度的稳定和冷却液的循环。
高生产效率。
降低能耗
选择高效的泵和风扇，以及合 适的冷却液，以降低系统能耗
。
03
模具冷却系统设计流程
确定设计目标
01
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降低模具温度
通过冷却系统降低模具温 度，保证模具在连续工作 过程中温度稳定。
提高产品质量
通过控制模具温度，减少 产品成型过程中的收缩和 翘曲，提高产品尺铝等，以提高冷却效果。
加工性能
选择易于加工和制造的材料，如钢材、铝材等，以降低生产成本 和加工难度。
冷却水道加工工艺
铸造法
适用于大型模具的冷却水道加工，可以制作复杂形状的水道。
机械加工法
适用于小型模具的冷却水道加工，可以通过钻孔、铣削等机械加工 方式制作水道。
暖通空调系统冷却系统设计规范要求
暖通空调系统冷却系统设计规范要求暖通空调系统中的冷却系统设计在保证室内空气质量和舒适性的前提下，对于节能和环保也有着重要意义。
本文将介绍暖通空调系统冷却系统设计的一些规范要求，以期达到高效、安全、可靠、舒适以及经济合理的效果。
一、冷却系统的容量计算在进行冷却系统设计时，首先需要准确计算冷却负荷。
冷却负荷是指单位时间内需要从室内空气中移除的热量。
容量计算应综合考虑房间的面积、高度、热负荷输入、人员密度等因素，确保冷却系统能够提供足够的冷量以满足室内温度控制的要求。
二、冷却水系统设计1. 冷却水质量要求：冷却水应具备良好的热传导性能，同时要求水质清洁，避免水中杂质对设备的损坏。
应对水质进行定期测试和处理，确保其符合设计要求。
2. 冷却水泵和循环管道设计：冷却水泵选型应以满足冷却水的流量和扬程为主要考虑因素，合理选择泵型并确保运行稳定可靠。
循环管道的设计应合理布置，减小阻力和压降，保证冷却水循环的畅通。
3. 冷却塔设计：冷却塔是冷却系统的重要组成部分，其设计应考虑冷却水的温度降低要求、冷却面积和风量等因素。
冷却塔的放置位置应合理，避免对周围环境和通风造成不利影响。
三、冷却机组设计1. 机组选型：在冷却机组的选型过程中，要根据室内空间的需求和冷却负荷来确定机组的制冷量。
选择满足需求的机组时，要综合考虑机组的性能、运行效率、噪音以及维护保养方便等因素。
2. 制冷剂选择：制冷剂的选择要符合环保要求，避免对臭氧层和温室效应产生负面影响。
同时，应确保制冷剂的安全性和稳定性，避免对人体和设备造成危害。
3. 机组布置及管道设计：机组的布置应合理，方便设备的维护和检修。
管道的设计应考虑冷却水、冷冻剂的流量、压力以及管道的保温隔热等要求。
四、环境与能源节约1. 高效节能设备的选用：在冷却系统设计中，应优先选用高效节能的设备和材料，减少能源的消耗。
2. 自动控制系统的应用：冷却系统的自动控制是提高系统运行效率的重要手段之一。
机械工程中的冷却系统设计与分析
机械工程中的冷却系统设计与分析冷却系统是机械工程中不可或缺的一部分，它被广泛应用于汽车、航空航天、能源生产和工业设备等领域。
冷却系统的设计和分析对于机械设备的性能和寿命至关重要。
在本文中，我们将探讨冷却系统的设计原理、分析方法和实际应用。
一、冷却系统的基本原理冷却系统的基本原理是通过向机械设备输送冷却剂，将设备上产生的热量带走，并通过换热器或冷却塔等设备将热量散发到周围环境中。
冷却系统通常由冷却剂、泵、冷却器、控制装置和传感器等组成。
冷却剂的选择在冷却系统的设计中起着重要的作用。
常用的冷却剂包括水、冷冻剂和液氮等。
水是最常见的冷却剂，其具有高热传导性和稳定性。
冷冻剂在一些特殊应用中使用，能够在低温下提供更高的冷却效果。
液氮是一种极低温的冷却剂，适用于一些需要极低温度的应用。
泵用于将冷却剂从储存器输送到冷却设备中。
泵的选择要考虑到流量和压力的要求。
冷却器是冷却系统中的关键组件，其目的是将冷却剂的温度降低。
常见的冷却器包括散热器、冷却塔和热交换器等。
控制装置和传感器用于监测和控制冷却系统的运行状态，确保冷却效果的稳定性和安全性。
二、冷却系统的分析方法在冷却系统的设计和分析中，我们通常需要考虑以下几个因素：1. 热负荷分析热负荷分析是冷却系统设计的第一步。
通过分析机械设备产生的热量和热负荷的分布情况，可以确定冷却系统所需的冷却能力。
热负荷分析通常涉及热传导、对流和辐射等传热机制的计算。
2. 流场分析流场分析是冷却系统设计的关键部分，它涉及流体力学和传热学的知识。
通过建立数值模型，可以分析冷却剂在冷却系统中的流动情况和温度分布。
这有助于优化冷却系统的设计和提高冷却效率。
3. 材料热力学分析材料的热力学特性对冷却系统的性能和寿命有着重要的影响。
在冷却系统的设计中，需要分析材料的热膨胀、热导率和热稳定性等热力学特性，以确保设计的可靠性和安全性。
4. 能量耗散分析冷却系统的能量消耗与系统的运行效率和成本密切相关。
冷却系统系统设计指南
冷却系统系统设计指南1、概述：汽车发动机大多为内燃机，内燃机将燃料的化学能通过燃烧转化为机械能来驱动汽车行驶，工作时会产生大量热量，为确保发动机在一个合适的温度下有效的工作，需要对发动机本身，尤其是发动机缸体进行及时的冷却。
冷却系统中的散热器就承担着给发动机进行散热的任务。
对于大多数柴油机而言，都采用了增压器以改善发动机的燃烧和功率。
从增压器出来的空气温度是比较高的，不利于发动机的工作。
为此需要对进入发动机前的空气进行冷却。
冷却系统中的中冷器就起到了这样一个作用。
冷却系统设计的好坏直接影响发动机的性能和可靠性，从而影响整车的性能和可靠性。
2、冷却系统的作用冷却系统的功能是保证发动机保持在合适的温度环境中工作，提高发动机的性能和寿命。
3、冷却系统的组成冷却系统主要部件为散热器、中冷器、膨胀水箱和连接管路等，其设计质量直接影响着发动机的性能和可靠性。
4、冷却系统设计一、设计准则1、发动机冷却系统各部件匹配合理，以保证冷却系统的良好散热性能。
2、冷却系统安装方便、可靠。
二、冷却系统各种参数的确定1. 散热器和风扇之间距离的选择根据各车型的布置经验和发动机厂推荐的安装规范，风扇前端与散热器芯子距离选50～100mm较为合适，在这个范围之内尽量取大一些。
2.散热器的计算（1）首先要知道发动机的一些性能参数，如：额定功率Ne(kW)、额定功率时转速n(r/min)、最大扭矩Me(N.m)、最大扭矩时转速n1(r/min)等等。
（2）设计工况点的选择冷却系的设计要以额定功率点为设计点，以最大扭矩点作校核。
（3）发动机水套散热量Qw因无发动机水套散热量Qw的试验数据，现按经验公式计算QwQw=（0.5～0.7）×Ne（kW）（4）散热器的最大散热能力Qmax由于散热器使用一段时间后，散热能力一般下降10%左右；另外压力盖的泄漏以及气流分布不均等原因，也会造成散热器性能的下降，因此散热器的最大散热能力Qmax要比设计工况的水套散热量要高，最大散热量系数定为K，一般K 取1.15。
冷却系统基本设计规范
冷却系统基本设计规范简式国际汽车设计（北京）有限公司2008.5目录1.冷却系统的构成和设计要求 (1)1.1 冷却系统的构成 (1)1.2 冷却系统的设计要求 (1)2 冷却系统设计 (2)2.1 散热器 (2)2.2 冷却风扇 (6)2.3 风扇护风罩 (7)2.4 压力盖 (8)2.5 膨胀水箱 (10)2.6 取暖器 (13)2.7 水泵 (13)2.8 散热器管路 (13)2.9 冷却液 (14)1.冷却系统的构成和设计要求1.1 冷却系统的构成冷却系统由散热器、风扇、膨胀箱等部件组成。
其功能是对发动机进行强制冷却，保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得较高的动力性、经济性及可靠性。
汽车冷却系统的结构简图见图1-1所示：图1-1 冷却系统的构成1.2 冷却系统的设计要求1) 冷却系统的设计应保证：使用冷却水作冷却液和 0.5bar 以下的压力盖时，发动机出水口的温度允许到 100 ℃；使用冷却水作冷却液和 0.7-0.9bar 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 110 ℃。
2)如果使用长效防冻防锈液作冷却液和 0.5bar 以下的压力盖时，发动机出水口的温度允许到105℃；使用长效防冻防锈液作冷却液和 0.7-0.9bar 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 115 ℃。
3) 冷却液的膨胀容积应大于等于整个系统冷却液容量的 6 %。
4) 冷却系统必须用不低于 19 L/min 的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。
2 冷却系统设计件进行冷却系统内流场计算分析，最终以整车高温试验结果对冷却系统设计是否满足使用要求进行确认。
具体各主要部件的设计过程如下。
2.1 散热器散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。
注塑模冷却系统设计
注塑模冷却系统设计一、冷却系统原理冷却系统的设计原则包括以下几点：1.均匀冷却：冷却通道应布置得均匀，确保注塑模腔内的温度分布均匀，避免产生缺陷。
2.高效冷却：冷却通道应尽可能靠近模具表面，并减小冷却通道的截面积，以增加冷却介质对模具的冷却效果，提高生产效率。
3.多角度冷却：在模具中设置多个冷却通道，使冷却介质能够从不同的角度覆盖模具表面，提高冷却效果。
4.控制温度：通过合理设置冷却通道的长度、截面积和数量等参数，控制注塑模的冷却速度，确保产品达到理想的尺寸和性能。
二、冷却系统设计流程1.模具结构分析：根据产品的形状和尺寸，对模具进行结构分析，确定冷却通道的位置和数量。
2.冷却通道设计：根据模具结构，设计冷却通道的形状、截面积和长度等参数。
一般来说，冷却通道应尽量靠近模具表面，避免过于接近模腔导致冷却效果不佳。
3.冷却通道布置：根据模具结构和产品的需求，合理布置冷却通道的位置和数量。
通常情况下，冷却通道应均匀分布在模具的各个部位，并且覆盖整个模具表面。
4.冷却介质选型：选择合适的冷却介质，通常是冷水。
冷却介质的选择应考虑到模具材料的热导率、流动性以及生产环境等因素。
5.防止冷却死角：在冷却系统设计中，应尽量避免冷却死角的产生。
冷却死角是指冷却介质在注塑模内积聚，无法很好地冷却模具的局部区域。
为了避免冷却死角，可以设置细小的冷却通道或者采用多角度冷却。
三、冷却系统优化方面为了进一步提高冷却系统的效果，可以从以下几个方面进行优化：1.模腔温度分析：利用模具流动分析软件，对模腔的温度分布进行分析，找出温度较高或较低的区域，并针对性地调整冷却通道的布置。
2.冷却介质控制：通过对冷却介质的输送速度、温度和压力等参数进行控制，进一步提高冷却效果。
3.冷却材料选择：选择具有较好导热性能的冷却材料，如铜合金等，以提高冷却效果。
4.模具表面处理：在模具表面进行特殊处理，如磨削、喷砂等，增加表面的热传导性，提高冷却效果。
模具设计中的冷却系统设计与优化分析
模具设计中的冷却系统设计与优化分析在模具设计中，冷却系统的设计和优化是非常重要的一部分。
冷却系统的设计直接影响着模具的使用寿命、生产效率和产品质量。
本文将从冷却系统的设计原则、优化方法和实际案例分析三个方面来探讨模具设计中的冷却系统设计与优化分析。
一、冷却系统的设计原则冷却系统的设计原则主要包括以下几个方面：1. 冷却系统的位置和布局：冷却系统应该尽可能地靠近模具的加热部位，以提高冷却效果。
同时，冷却系统的布局应该合理，避免冷却死角，确保冷却水能够充分覆盖模具表面。
2. 冷却水的流速和温度：冷却水的流速应该适中，过大会浪费资源，过小则无法有效降温。
冷却水的温度也需要控制在合适的范围内，过高会导致冷却效果不佳，过低则可能引起冷凝水等问题。
3. 冷却系统的材料选择：冷却系统的材料应该具有良好的导热性和耐腐蚀性。
常见的冷却系统材料有铜、铝、不锈钢等。
在选择材料时，需要考虑模具的工作环境和使用寿命。
4. 冷却系统的管道设计：冷却系统的管道设计应该尽量简洁明了，避免过多的弯曲和分支，以减少流阻和压力损失。
同时，管道的直径和厚度也需要合理选择，以保证冷却水的流量和压力。
二、冷却系统的优化方法在模具设计中，冷却系统的优化方法主要包括以下几个方面：1. 流场模拟分析：通过流场模拟分析，可以预测冷却水的流动情况和温度分布，帮助设计师找出冷却死角和热点位置，并进行合理的优化设计。
2. 冷却系统的分区设计：根据模具的不同部位和工艺要求，将冷却系统划分为不同的区域，以便针对性地进行优化设计。
例如，在需要加热的部位增加冷却水的流量和温度，以提高冷却效果。
3. 冷却系统的循环方式：冷却系统的循环方式有单循环和双循环两种。
单循环适用于冷却要求相对较低的模具，而双循环适用于冷却要求较高的模具。
在选择循环方式时，需要考虑冷却效果和成本之间的平衡。
三、实际案例分析为了更好地理解模具设计中的冷却系统设计与优化分析，下面将以一个注塑模具为例进行实际案例分析。
注塑模冷却系统设计
随着工业4.0和智能制造的推进，注塑模冷却系统的设计将更加注重智能化控制，通过传 感器和智能算法实现冷却系统的自动调节和优化，提高生产过程的自动化和智能化水平。
多物理场耦合模拟
随着计算流体动力学（CFD）和有限元分析（FEA）等数值模拟技术的发展，注塑模冷却系 统的设计将更加注重多物理场耦合模拟，通过模拟分析冷却液流动、传热、凝固等过程，优 化冷却系统设计，提高冷却效果。
冷却水道数量
根据模具大小和复杂度，选择合适数量的冷却水 道，以满足冷却需求。同时，还需要考虑水道位 置和间距对热传导的影响。
05
注塑模冷却系统设计中的常见问题及
解决方案
冷却不均匀
总结词
冷却不均匀会导致塑料制品出现翘曲、变形等问题，影响产品质量。
详细描述
冷却不均匀的原因可能是冷却管道布局不合理、冷却液流量不足或 温度控制不准确等。
对冷却系统设计的建议和展望
强化基础研究
加强注塑模冷却系统的基础研究，包括冷却液流动特性、 传热机理、凝固过程等，为冷却系统设计提供理论支持。
创新设计理念
鼓励创新设计理念，探索新型的冷却系统结构和控制方式， 以满足不断变化的市场需求。
提高冷却效果与节能减排
在满足生产需求的同时，注重提高冷却效果和节能减排， 推动绿色制造的发展。
冷却效率低下
总结词
冷却效率低下会延长成型周期，降低生产效率。
详细描述
冷却效率低下的原因可能是冷却管道堵塞、冷却液流动不畅或冷却 介质温度过高。
解决方案
定期清洗冷却管道，确保通畅；检查并调整冷却液流量；采用高效 能的冷却介质，如制冷机等。
06
结论
注塑模冷却系统设计的未来发展方向
高效冷却技术
机械设计中的冷却与加热系统设计
机械设计中的冷却与加热系统设计在机械设计中，冷却与加热系统的设计是非常重要的一环。
冷却系统用于控制机械设备的温度，保证其正常运行；而加热系统则用于提供适当的热能，确保设备工作在合适的温度范围内。
本文将就机械设计中冷却与加热系统的设计进行探讨，旨在提供一些有用的指导和建议。
1. 冷却系统设计冷却系统的设计考虑因素较多，包括工作环境温度、设备产生的热量、冷却介质的选择等等。
首先，需要对工作环境温度进行准确测量，确保冷却系统能够调节设备温度至所需范围内。
其次，需要计算设备产生的热量，并根据计算结果选择合适的冷却介质。
常见的冷却介质包括水、气体、油等，选择时应考虑介质的散热性能、成本以及环境友好性。
最后，冷却系统的布局和结构也需合理设计，确保冷却介质能够有效流通，并能够达到冷却目标。
2. 加热系统设计在一些机械设备中，需要对特定部件进行加热，以提供必要的工作条件。
加热系统的设计也需要考虑一系列因素。
首先，需要确定加热方式，常见的方式包括电加热、燃气加热、蒸汽加热等。
在选择加热方式时，需要综合考虑设备类型、工作环境及加热要求等因素。
其次，需要确定加热功率，并根据功率要求选择合适的加热元件。
加热元件的选用应考虑其加热效率、寿命以及可靠性等因素。
最后，加热系统的控制也需合理设计，以确保设备能够在预定温度范围内稳定工作。
3. 兼顾冷却与加热系统在某些机械设计中，冷却与加热系统需要同时存在，以满足设备工作的不同需求。
在这种情况下，需要综合考虑并合理设计两个系统。
首先，需要确定冷却和加热系统的布局，以确保二者不会相互干扰，并能够同时运行。
其次，需要调节冷却与加热系统的运行参数，使其能够在不同工况下实现最佳效果。
此外，还需要对系统进行监控与控制，以确保系统的稳定与安全。
总结起来，机械设计中的冷却与加热系统设计是一项复杂而关键的任务。
设计人员需要充分了解设备的工作要求和环境特点，综合考虑各种因素，才能够设计出有效、可靠的系统。
模具冷却系统设计
提高生产效率
通过快速冷却模具，缩短成型 周期，提高生产效率。
02
模具冷却系统设计基础
冷却液的选择
冷却液类型
根据模具材料、工艺要求和冷却 效果，选择合适的冷却液，如水 、油、丙二醇等。
冷却液性能
考虑冷却液的沸点、冰点、比热 容、粘度等物理性质，以确保良 好的冷却效果和流动性。
分析模具热量来源
了解模具在工作过程中产生的热量来源，如塑料熔体注入、模具与材料摩擦等， 以便合理分配冷却液流量和压力。
设计冷却液流道
确定冷却液流道数量和位置
根据模具结构和热量分布情况，合理确定冷却液流道数量和位置，以确保冷却液均匀分布到模具各部 分。
设计冷却液流道尺寸和形状
根据冷却液流量和压力要求，设计合理的流道尺寸和形状，以提高冷却效果和减少冷却时间。
模具冷却系统设计
汇报人：文小库 2023-12-25
目录
• 模具冷却系统简介 • 模具冷却系统设计基础 • 模具冷却系统设计流程 • 模具冷却系统优化设计 • 模具冷却系统设计实例
01
模具冷却系统简介
冷却系统的重要性
01
02
03
控制模具温度
保持模具温度在适宜范围 内，确保塑料在模具内流 动和成型过程的稳定性。
冷却系统的热交换效率分析
热交换面积
通过增加或减少热交换面积，优化热交换效率。
热交换器效率
分析热交换器的设计参数，如传热系数、流体阻力等，以提高热交换效率。
03
模具冷却系统设计流程
确定模具温度需求
确定模具各部分需要达到的冷却温度范围
根据产品要求、模具结构和工艺参数，确定模具各部分需要达到的冷却温度范围 ，以确保产品成型质量和模具寿命。
汽车冷却系统的热力学设计及仿真
汽车冷却系统的热力学设计及仿真汽车冷却系统是汽车的重要组成部分，也是关系到车辆运行效率和寿命的关键因素之一。
它主要通过循环冷却剂对汽车发动机的产热进行散热，维持发动机的正常温度和工作状态。
在这篇文章中，我们将从热力学角度出发，探讨汽车冷却系统的设计和仿真，以便更好地理解汽车冷却系统的工作原理和各种设计要素的影响。
第一部分：汽车冷却系统的基本原理汽车冷却系统的基本原理是利用流体工作介质对发动机产热的吸热和对周围环境的放热来控制发动机的温度。
具体来说，冷却系统通过水泵将冷却液循环流动在发动机块和缸盖的内外表面（也称为水道）上，以吸收产生的热量。
同时，通过散热器将冷却液中的热量辐射散发到周围空气中，从而完成对发动机的冷却。
此外，汽车冷却系统还与发动机的润滑系统、供油系统和排气系统等密切相关，组成整个汽车的运行系统。
第二部分：汽车冷却系统的设计和组成要素汽车冷却系统包括许多不同的组成部分，包括散热器、水泵、散热风扇、温度计、传感器等。
这些要素的选择和设计决定了整个汽车冷却系统的运行效率和可靠性。
以下是一些关键组成部分的简要介绍。
1. 散热器散热器是汽车冷却系统中最重要的部件之一，负责将发动机产生的热量辐射散发到周围环境中。
散热器主要由散热芯和空气导流罩两部分构成。
散热芯是一个由油管翅片和水槽组成的管道网络，通过这个网络使冷却泄漏在散热芯内壁。
空气导流罩位于散热器外部，用于将冷空气引入散热器内部，以加速热量散发。
散热器的设计和选择对冷却系统的整体效率至关重要。
2. 水泵水泵是冷却系统中的重要部件之一，主要负责将冷却剂从散热器中循环引入发动机以实现冷却。
水泵与发动机轴相连，利用轴上的齿轮或推力固定在发动机上。
以此来控制泵的转速。
水泵设计的好坏直接影响整个冷却系统的输送能力和循环速度。
3. 散热风扇散热风扇是冷却系统中的一个辅助部件，它起到加速将散热器表面的热量驱散到空气中的作用。
由于风扇的存在，汽车的冷却系统可以在行车时维持较好的冷却状态。
网络机房冷却系统设计
网络机房冷却系统设计随着信息技术的飞速发展，在如今的数字化时代，网络已成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
而网络的稳定运行离不开一个高效的网络机房。
网络机房是存放着大量服务器和网络设备的地方，为了保持这些设备的正常运行，冷却系统的设计和运行至关重要。
本文将就网络机房冷却系统的设计进行探讨，旨在提供一个高效和可靠的解决方案。
一、网络机房冷却需求分析网络机房内运行的服务器和网络设备会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，会导致设备的过热，严重甚至会造成设备的故障和损坏。
因此，网络机房冷却系统的设计需要从以下几个方面进行需求分析：1. 散热量计算：根据网络机房内设备的数量、功率和工作状态，计算出产生的总散热量。
通常可以采用BTU/小时或者千瓦的单位进行计算。
2. 温度控制：网络机房内的温度需要保持在一个合理的范围内，通常在18℃到27℃之间。
高于或低于这个温度范围都会对设备的正常运行产生影响。
3. 空气流通：网络机房需要保持良好的空气流通，以有效地散热和降温。
适当的通风设计和风道布局可以提高空气流通效果。
4. 能效优化：设计一个能效高的冷却系统，可以减少能源消耗和运维成本。
可选用高效的冷却设备和智能控制系统，实现能源的合理利用。
二、网络机房冷却系统设计与优化1. 制冷设备的选择：网络机房冷却设备的选择需要根据实际散热需求和机房的大小来确定。
传统的机械制冷设备如空调系统、风冷机组等是常见的选项。
此外，还可以考虑使用新型的热泵、冷却塔、余热回收等技术进行制冷。
2. 空调布局和风道设计：针对网络机房的空间布局和设备位置进行合理的空调布局。
确保空调的送风和回风路径畅通无阻，避免产生短路和死角。
合理设计风道系统，使得冷风可以直接送达到设备表面，提高冷却效果。
3. 温湿度控制：除了温度控制外，网络机房冷却系统还需要保持合适的湿度水平。
湿度过高会导致设备受潮、生锈等问题，而湿度过低则容易引发静电和设备故障。
采用合适的加湿和除湿设备，能够对湿度进行精确控制。
汽车冷却系统设计要求
汽车冷却系统设计——叶海见汽车冷却系统设计 (1)一、概述 (2)二、要求 (2)三、结构 (2)四、设计要点 (4)（一）散热器 (4)（二）散热器悬置 (4)（三）风扇 (4)（四)副水箱 (5)（五）连接水管 (6)（六）发动机水套 (6)五、设计程序 (6)六、匹配 (6)七、设计验证 (6)八、设计优化 (6)一、概述二、汽车对冷却系统的要求（一）汽车对冷却系统有如下几点要求1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围;2、保证启动后发动机能在短时间内达到最佳温度范围;3、保证散热器散热效率高,可靠性好，寿命长；4、体积小，重量轻，成本低；5、水泵，风扇消耗功率小，噪声低;6、拆装、维修方便。
（二）冷却系统问题对汽车的影响1、冷却不足时，会导致内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零部件摩擦和磨损加剧（如活塞、活塞环和缸套咬伤，缸盖发生热疲劳裂纹等），引起内燃机的动力性、经济性、可靠性全面恶化.2、冷却过剩时（40～50℃），汽油机混合气形成不良，机油被燃油稀释;柴油机工作粗暴，散热损失增加，零部件磨损加剧(比正常工作温度工作时大好几倍）,也会使内燃机工作变坏。
三、冷却系统布置选型（一）冷却系统结构2、常用结构：（1）基本结构.组成:发动机水路、水泵、节温器、散热器、风扇以及连接管路。
原理:散热器上水室兼起膨胀水箱或者补偿水箱的作用。
注意事项：为保证冷却系统排气顺畅,加水充分，排水彻底,散热器的上水室加水口处为冷却系统的最高点，下水室出水口为冷却系的最低点。
同时,为满足发动机排气、冷却液膨胀蒸发和冷却系统补水的需要，上水室要有足够的空间。
其结构如（图1）。
（图1）（2）带补偿水桶结构。
（图2）组成:发动机水路、水泵、节温器、散热器、风扇、补偿水桶以及连接管路。
原理：发动机温度升高后，冷却液受热膨胀，冷却系统内部压力升高，散热器压力盖出气阀开启排气.随着压力的持续升高，冷却系统内部气体排尽，冷却液开始外溢并流入补偿水桶内。
汽车冷却系统设计
汽车冷却系统设计XXX（总布置）产品设计开发指南编制日期：奇瑞汽车有限公司编者：版次：第 1 页共 11 页一、冷却系统说明内燃机运转时，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。
但是，如果冷却过强，汽油机混合气形成不良，机油被燃烧稀释，柴油机工作粗爆，散热损失和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。
因此，冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。
1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求： 1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。
当工况和环境条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温度。
应在短时间内，排除系统的压力。
应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%；具有较高的加水速率。
初次加注量能达到系统容积的90%以上。
在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压；有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积；设置水温报警装置；密封好，不得漏水；冷却系统消耗功率小。
启动后，能在短时间内达到正常工作温度。
2）3） 4） 5） 6） 7） 8） 9）10）使用可靠，寿命长，制造成本低。
1.2 冷却系统的总体布置冷却系统总布置主要考虑两方面：一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。
在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。
提高通风系数：总的进风口有效面积和散热器正面积之比≥30%。
对于空气流通不顺的结构，需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上，提高散热器的利用率。
在整车空间布置允许的条件下，尽量增大散热器的迎风面积，减薄芯子厚度。
这样可充分利用风扇的风量和车的迎面风，提高散热器的散热效率。
一般货车芯厚不超过四排水管，轿车芯厚不超过二排水管。
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单层环槽式单回路
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单层环槽式单回路
环槽式水路用 于镶件紧邻的 多腔模，将模 板上的环形槽 连通。
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多层冷却回路 对于型腔较深的模具，常采用多层回路式冷
却水道。
采用圆形镶件镶拼的深腔模，在型腔镶件外 表面加工螺旋槽，并将其进出口通过模板与模外 连通，构成的螺旋式冷却水道（图3-9-22）,相当 于模内互连的多层冷却回路。
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③水料并行，强化浇口处的冷却
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成型时高温的塑料熔体由浇口充入型腔， 浇口附近模温较高、料流末端温度较低。
将冷却水入口设在浇口附近，使冷却水总 体流向与型腔内物料流向趋于相同（水料并 行），冷却比较均匀。
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④入水与出水的温差不可过大
如果入水温度和出水温度差别太大，会使模 具的温度分布不均。为取得整个制品大致相同的 冷却速度，需合理设置冷却水通道的排列形式， 减小入出水温差。如图3-9-6，a形式会使入水与 出水的温差大，b形式相对较好。
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③环槽式
环槽式冷却 水道是在模板上 打孔与加工在镶 件或模板上的环 形槽连接构成单 回路或多回路。
这种冷却水 道正好围绕镶件 分布，对于模腔 的散热较好。
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单层环槽式 双回路
精选p图pt 3.9+3 环槽式冷却水道 21
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在模板上打孔将镶件或模板上的环形槽串连，构 成用于镶入式多腔模的环槽式水路。
通常，型芯中冷却水道的设置有下列几种方 式。
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①单层冷却回路 对于直接加工在模板上的低矮型芯，采用加 工在模板上的外接直通式或平面回路式单层冷却 回路，图3-9-9。 对于采用拼镶结构的低矮大型芯，可在型芯 上加工平面回路式单层冷却回路，图3-9-10。 ②钻孔式型芯冷却水道 对于中等高度的较大型芯，可采用在型芯上 钻 斜 孔 的 方 法 构 成 冷 却 回 路 ， 图 3-9-11 、 图 3-95d。
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3.9.3 冷却系统结构设计
1. 模具冷却系统设计原则 2. 冷却系统常用结构形式 3. 冷却水道的密封及水嘴连接
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1. 模具冷却系统设计原则
为了提高生产率，保证制品质量，模具冷却 系统设计以保证塑件均匀冷却为基本原则。
具体设计时注意以下几点：
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模具
①冷却水孔数量尽量多、尺寸尽量大 型腔表面的温度与冷却水孔的大小、疏密关 系密切。冷却水孔孔径大、孔间距小，型腔表面 温度均匀，如图3-9-3所示。
冷却水道结构设计必须注意其加工工艺性， 要易于加工制造，尽量采用钻孔等简单加工工艺。
对于镶装组合式冷却水道还要注意水路密封， 防止冷却水漏入型腔造成型腔锈蚀。
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2、冷却系统常用结构形式
如上所述，模具冷却系统要求根据塑件的形 状、型腔内的温度分布等合理设计，但受模具上 各种结构（顶杆孔、型芯孔、螺钉孔、镶拼接缝 等）的限制，只能在满足结构设汁的情况下开设 冷却水道。由于塑件的形状多种多样，模具结构 各不相同，冷却系统结构也是千变万化的，设计 者需根据实际情况灵活掌握。
采用拼镶结构的模具多采用环槽式（图3.9+3、 3-9-21、3-9-23） 。
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①单层外接直通式
外接直通式冷却水道是在模板上打直通孔与 模外软管连接构成单回路或多回路。这种冷却水 道加工容易，但冷却水道不是围绕型腔设置，在 成型过程中，制品的散热不太均匀。
图3.9+2 外接直通式冷却水道
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⑤多层平面回路式冷却水道 沿型腔深度方向布置多层平面回路式冷却水道。
图3.9+4 多层平面回路式冷却水道
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沿型腔深度方向布置多层平面回路式或外 接直通式冷却水道。
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1. 2）凸模（型芯）冷却水道的设置
在塑件成型过程中，型芯总是被温度高、导 热性差的塑料包围着，型芯的热量很难通过自然 对流、辐射的方式散发。因此，型芯的散热问题 比型腔更关键。也正是因为型芯被塑件包围，不 便与模外连通，所以型芯中冷却水道的设置也更 困难。
1. 图3-9-11：中等深度壳类塑件。凹模距型腔等 距离钻孔，凸模钻斜孔得到和塑件形状类似的回 路。
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1.图3.9+1：深腔制品。凸凹模均采用组合式，车 螺旋槽冷却，从中心进水，在端面（浇口处）冷 却后沿环绕成型零件的螺旋形水道顺序流出模具。
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⑥冷却水道要便于加工装配
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Hale Waihona Puke 17模具②单层平面回路式
平面回路式冷却水 道通常采用打相交直 孔，镶入挡板、堵头 等控制冷却水流向的 方法构成模内回路。
根据具体情况也可 设计成单回路或多回 路。
这种水道排列对于 模腔的散热略好于外 接直通式。
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单层平面双回路
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单层平面双回路
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型腔直接加工在模板上的深腔模和非圆形镶 件镶拼的深腔模，通常采用多层外接直通式或平 面回路式冷却水道（图3.9+4、图3.9+5） ，各 层可各自独立，也可用软管在模外互连。
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④螺旋式冷却水道 在圆形镶件外表面加工螺旋槽，并将其进出
口通过模板与模外连通，构成螺旋式冷却水道 。
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下面介绍几种在型腔、型芯上设置冷却系统 的常用结构形式，供设计时参考。
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1. 1）凹模冷却水道的设置
单层冷却回路 对于型腔较浅的模具，通常采用单层冷却回
路。 凹模直接加工在模板上的浅腔模具多采用外
接直通式（图3.9+2）或平面回路式（图3-9-18、 3-9-19、3-9-20）的单层冷却回路。
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②冷却水孔至型腔表面距离要适宜
孔壁离型腔的距离要适宜，一般大于10mm， 常用12~15mm。 太近，型腔表面温度不均匀， 参见图3-9-3d ；太远，热阻大，冷却效率低。
当塑件壁厚均匀时，各处冷却水孔与型腔表 面的距离最好相同，如图3-9-4，a比b好。
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当塑件壁厚不均匀时，厚壁处冷却水通道要 适当靠近型腔，如图3-9-4，c比d好。
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⑤冷却水孔布置要合理
冷却水通道尽可能按照型腔形状布置，塑件 的形状不同，冷却水道位置也不同，例如：
图3-9-9： 扁平塑件， 侧面进浇。
动定模均 距型腔等距 离钻孔。
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1.图3-9-10 ： 2.浅壳类塑 件 3.定模钻孔、 动模组合型 芯铣槽。
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