某汽车空调换热器换热性能的分析

第44卷第1期时代农机2017年1月V o l.44N o.1TIMES AGRICULTURAL M ACH INERY J a n.2017

某汽车空调换热器换热性能的分析

李倩，吴豪琼

(河南工学院汽车工程系，河南新乡453000)

摘要：文章利用U G建立了汽车空调换热器模型，并利用FLUENT软件分析了 0.205mm、0.153mm和0.108m m三种厚度的翅片对汽车空调换热器换热性能的影响。通过分析可以看出随着翅片厚度的减少，换热器的换热性能有了很 明显的提高，这对今后汽车空调换热器的设计提供了有利的帮助。

关键词：翅片厚度;FLUENT;汽车空调换热器

中图分类号:TH222 文献标识码：A文章编号:2095-980X(2017)01-0062-02

Analysis of Heat Transfer Performance of The

Heat Exchanger for Automobile

L I Qian，WU Hao-qiong

(Department Of Automotive Engineering,Henan Institute Of Technology,Xinxiang,Henan 453000, China) Abstract：With the increasing demand of automobile comfort and economic performance，the technology of the automobile air conditioning heat exchanger becomes more and more important.The model of the automobile air conditioning heat exchanger is es­tablished by UG.The effects of fin thicknesses of0.205mm，0.153mm and0.108mm on heat transfer performance of the automobile air conditioning heat exchanger are analyzed by FLUENT software.The result shows that the heat transfer performance of the auto­mobile air conditioning heat exchanger is obviously improved with the decrease of the thickness of the fin.That provides a favor­able help for the design of the automobile air conditioning heat exchanger in the future.

Key words:fin thickness;FLUENT;automobile air conditioning heat exchanger

日前随着人们对环境问题越来越重视，加上对汽车舒适 性能和经济性能要求越来越高，汽车空调换热器的技术得到 了人们广泛的关注。换热器的散热效率决定换热器的换热效 果，而散热效率主要由换热翅片决定，改变换热器的翅片高 度、翅片间距、翅片厚度、翅片接触面宽度等因素可以改变其 换热效率。目前，国内外主要针对换热器的设计参数和结霜现 象对换热器性能做了研究。文章从翅片厚度人手，利用U G对 汽车空调换热器进行建模，并利用FLUENT软件分析了不同 翅片厚度下空调换热器的换热性能，从而获得能够反映影响 平行流式蒸发器传热的流场特性、传热特性的数据，对今后汽 车空调换热器的设计提供了有利的帮助。

1建立模型与网格划分

(1)建立模型。文章采用管翅式换热器，其中翅片为平片 翅片，材料为铝，根据实物测得翅片厚度为0.205mm。为了研 究不同厚度翅片对换热器换热性能的影响，将翅片厚度设置 为0.153mm和0.108mm。根据研究内容，对换热器进行简化，利用U G对换热器翅片建立模型如图1所示。

图1换热器翅片模型

收稿日期=2017-12-12

作者简介：李倩(1987-),女，助教，主要从事汽车制造与装配工作。

R P代

1"'t anwasaEvmusii

(2)网格化分。网格划分是有限元分析的一个重要环节，其中网格的数量、网格的疏密以及单元阶次的不同，直接影响 了有限元分析的结果。为保证分析结果的准确和计算的简单，在相对较小的面设置的数据较小，且对于翅片厚度为0.153mm和0.205m m的换热器相比于厚度为0.108m m网格 划分时，设置的数据也较大。其网格划分如图2所示。

图2换热器网格划分图

2设定边界条件

根据计算要求，对两个面进行人口和出口的边界条件设 定，对除去出口和人口外的其余四个面设置为wall-1类型，对除去六面体的六个面之外的其他面设置为wall-2类型，其 边界条件设置如图3所示。

图3

换热器网格边界设定图

李倩，吴豪琼：某汽车空调换热器换热性能的分析

3不同翅片厚度对换热性能的影响

影响空调换热器换热性能的因素有很多，文章从翅片厚 度人手，利用FLUNT软件分析了不同厚度的翅片对换热器换 热性能的影响。通过以下三种情况对换热器换热性能进行分 析:①翅片厚度为0.205mm时，设置空气流速为6m/s,wall-2 的温度为330k，其分析结果如图4所示。②翅片厚度为 0.153mm时，设置相同的空气流速和温度，其分析结果如图5 所示。③翅片厚度为0.108mm时，设置相同的空气流速和温 度，其分析结果如图6所示。

图4翅片厚度为0.205m m时换热器温度场图

图5翅片厚度为0.153m m时换热器温度场图

图6翅片厚度为0.108m m时换热器的换热性能

将三种翅片厚度下仿真出来的结果进行汇总，结果如表 1所示：

_________________________设计研究

表1三种翅片的对比

翅片厚度温度降低到320K所温度降低到315K所温度降低到 300K所

(m m)经过距离(模型长度）经过距离(模型长度）经过距离(模型长度）

0.205接近0.9接近11

0.153接近0.8接近0.91

0.108接近0.1接近0.40.8

经过对比，可以看出随着翅片厚度的减小，高温气体流经

换热器的时间和距离明显缩小。可知，随着翅片厚度的减小，汽车空调的换热性能逐渐提高。

4结语

文章利用U G对汽车空调换热器进行建模，重点利用FI-UNT软件分析了不同翅片厚度对汽车空调换热器换热性能

的影响。经过分析可以得出随着翅片厚度的减小，汽车空调换

热器的性能得到了明显提高。这对今后汽车空调换热器的设

计提供了很大的帮助。©

参考文献

[1] 闻芳.当前汽车空调的发展趋势探究[J].黑龙江科技信息，2010,

(10):37-38.

[2] 汪波，茅靳丰，耿世彬，等.国内换热器的研究现状与展望[J].制冷

与空调，2010,24(5):61-65.

[3] 蔡华林，蔡亮，王荣汉，等.翅片厚度对平行流蒸发器换热性能的影

响[J].建筑热能通风空调，2010,29(6)44-47.

[4] 黄加亮，黄少竹，陈景锋，等.船用增压四冲程柴油机中冷器传热恶

化对性能影响分析[J].集美大学学报（自然科学版)，2007,12(1): 7-12.

[5] 房颖，薛娇.进口速度对汽车空调冷凝器翅片换热性能影响分析

[J].农机使用与维修，2015 ,(4)4:24-25.

[6] 孟芳，唐明，董志斌，等.汽车空调换热器特点及应用发展研究[J].

山东工业技术,2016, (12): 279.

(上接第61页）作样件在发动机台架进行试验验证，低端扭 矩试验结果与方案设计的计算值比较接近，很好地完成了开发目标。如表5所示：

表5各方案试验结果

原方案方案一方案二方案三

低端扭矩试验值N-m

(1000rp m)

173.4182.7191.2188.6

低端扭矩计算值N-m

(1000rp m)

172182193187根据台架试验结果，综合考虑高端扭矩和排放等其他因 素，择优选择方案三作为后期量产方案。

6结语

凸轮轴作为影响发动机性能的关键零部件，其基本开发流程和方法如下:先根据设计性能要求，通过C A E模拟计算 分析，形成气门升程方案，并据此计算出凸轮轴凸轮型线;并 根据阀系模拟计算，对凸轮型线的运动学及动力学情况进行 校核，最后以凸轮轴图纸的形式形成设计输出，用于指导凸轮 轴的生产和检测。

通过以上步骤可以系统地完成凸轮轴的设计开发工作，输人和输出明确，流程清晰，提高凸轮轴设计工作的效率和准 确性，能更好地服务于发动机整机的开发工作。©

参考文献

[1] 陈家瑞.汽车构造[M].北京:人民交通出版社，2005.

[2] 王明武.内燃机配气凸轮的研究与应用[M].北京：机械工业出版

社，1997.

[3] 永刚.凸轮机构设计[M].上海:上海科学技术出版社，1995.

[4] 袁兆成.内燃机设计[M].北京:机械工业出版社，2008.

时代

^017年第6

3