中冷器设计计算

中冷器设计计算书

一：中冷器结构参数

1．芯子有效尺寸：640×104×64

二：中冷器使用工况

1.热风进温度：130℃(t1′)

2.热风出温度：50℃ (t1″)

3.热风流量：0.1Kg/s( G1)

4.冷风进温度：25℃（环境温度）(t2′)

5.冷风流速：10m/s

6.热侧压力：150KPa

三：中冷器结构参数计算

1．冷侧散热面积（F）的计算

冷侧散热面积F＝2.87m2

2．热侧流速的计算（V1）

1)质量流量(G1)换算成体积流量(V)

ρ=P bm/287.4T bm=（150-6/2+100）×1000/（287.3×

（130+50）/2+273）=1.41kg/m3

其中：P bm=进气压力-内部压力降/2(进气压力为绝对大气

压)

T bm：进出气平均温度(出气温度按发动机要求50℃)

V= G1 /ρ≈0.071 m3/s

2)中冷器热侧通道空气流速计算

S3＝冷却管的通道面积＝单根冷却管内腔的截面积×冷却管根数=2818.32mm2

3) V1＝V／S3＝0.071×106／2818.32≈25.07m/s

根据我公司同配置中冷器，该流速下中冷器的压力降为 5.4kpa 左右，满足设计要求。

四、设计计算

1、设计计算：

1）标定工况下，假设130℃的增压空气流经中冷器以后，出气口温度达到50℃。根据热平衡方程式计算冷风出温度(t2″)

G1Cp1(t1′- t1″)= G2Cp2(t2″- t2′)

式中G1――热空气流量，Kg/s;

G2――冷却介质流量，Kg/s;

Cp1――热空气的定压比热，J/ Kg.℃

Cp2――冷却介质的定压比热，J/ Kg.℃

t1′――中冷器进口（热空气）温度，℃

t1″――中冷器出口（冷却后空气）温度，℃

t2′――冷却介质进中冷器的温度，℃

t2″――冷却介质出中冷器的温度，℃

已知：Cp1=1.009×103J/Kg.℃Cp2=1.005×103J/Kg.℃G1=0.1Kg/s G2=0.802Kg/s

t1′- t1″=130-50=80℃ t2′=25℃

可求得t2″=35.2℃

其中：G2=（芯子正面积×25℃时空气密度×冷侧空气流速）

25℃时空气密度=1.205 kg/m3

G2=0.06656×1.205×10=0.802 Kg/s

2）整个散热器的平均温压：Δt m

Δt max=130-35.2=94.8 Δt min=50-25=25

Δt max/Δt min=3.792

所以采用对数平均温压

Δt m=(Δt max-Δt min)/ln(Δt max/Δt min)=52.37℃

3）参照同结构产品，该中冷器的传热系数约为54.4W／m2. ℃

4）根据发动机工况整个中冷器所需散热量：

Q1=G1×Cp1(130－50) =0.1×1.009×80=8.072Kw

5）根据中冷器设计所具备的散热量

Q2=K×F×Δt m =52.5×2.87×54.4/1000=8.197Kw

6）中冷器冷却效率：

热侧实际出气温度根据叠加计算可知，实际出气温度为49.5℃。

满足50℃的设计要求。

五：结论：

1.上述计算结果表明，中冷器在该配置下能满足设计要求；

2.另外，由于气室外形对流体影响很大，可根据实际情况适当调整

中冷器的内、外翅片。

六、同类中冷器的试验数据：