某汽車空調換熱器換熱性能的分析

李 倩，吳豪瓊

（河南工學院 汽車工程系，河南 新鄉 453000）

某汽車空調換熱器換熱性能的分析

李 倩，吳豪瓊

（河南工學院 汽車工程系，河南 新鄉 453000）

文章利用UG建立了汽車空調換熱器模型，并利用FLUENT軟件分析了0.205mm、0.153mm和0.108mm三種厚度的翅片對汽車空調換熱器換熱性能的影響。通過分析可以看出隨著翅片厚度的減少，換熱器的換熱性能有了很明顯的提高，這對今后汽車空調換熱器的設計提供了有利的幫助。

翅片厚度；FLUENT；汽車空調換熱器

日前隨著人們對環境問題越來越重視，加上對汽車舒適性能和經濟性能要求越來越高，汽車空調換熱器的技術得到了人們廣泛的關注。換熱器的散熱效率決定換熱器的換熱效果，而散熱效率主要由換熱翅片決定，改變換熱器的翅片高度、翅片間距、翅片厚度、翅片接觸面寬度等因素可以改變其換熱效率。目前，國內外主要針對換熱器的設計參數和結霜現象對換熱器性能做了研究。文章從翅片厚度入手，利用UG對汽車空調換熱器進行建模，并利用FLUENT軟件分析了不同翅片厚度下空調換熱器的換熱性能，從而獲得能夠反映影響平行流式蒸發器傳熱的流場特性、傳熱特性的數據，對今后汽車空調換熱器的設計提供了有利的幫助。

1 建立模型與網格劃分

（1）建立模型。文章采用管翅式換熱器，其中翅片為平片翅片，材料為鋁，根據實物測得翅片厚度為0.205mm。為了研究不同厚度翅片對換熱器換熱性能的影響，將翅片厚度設置為0.153mm和0.108mm。根據研究內容，對換熱器進行簡化，利用UG對換熱器翅片建立模型如圖1所示。

圖1 換熱器翅片模型

（2）網格化分。網格劃分是有限元分析的一個重要環節，其中網格的數量、網格的疏密以及單元階次的不同，直接影響了有限元分析的結果。為保證分析結果的準確和計算的簡單，在相對較小的面設置的數據較小，且對于翅片厚度為0.153mm和0.205mm的換熱器相比于厚度為0.108mm網格劃分時，設置的數據也較大。其網格劃分如圖2所示。

圖2 換熱器網格劃分圖

2 設定邊界條件

根據計算要求，對兩個面進行入口和出口的邊界條件設定，對除去出口和入口外的其余四個面設置為wall-1類型，對除去六面體的六個面之外的其他面設置為wall-2類型，其邊界條件設置如圖3所示。

圖3 換熱器網格邊界設定圖

3 不同翅片厚度對換熱性能的影響

影響空調換熱器換熱性能的因素有很多，文章從翅片厚度入手，利用FLUNT軟件分析了不同厚度的翅片對換熱器換熱性能的影響。通過以下三種情況對換熱器換熱性能進行分析：①翅片厚度為0.205mm時，設置空氣流速為6m/s，wall-2的溫度為330k，其分析結果如圖4所示。②翅片厚度為0.153mm時，設置相同的空氣流速和溫度，其分析結果如圖5所示。③翅片厚度為0.108mm時，設置相同的空氣流速和溫度，其分析結果如圖6所示。

圖4 翅片厚度為0.205mm時換熱器溫度場圖

圖5 翅片厚度為0.153mm時換熱器溫度場圖

圖6 翅片厚度為0.108mm時換熱器的換熱性能

將三種翅片厚度下仿真出來的結果進行匯總，結果如表1所示：

表1 三種翅片的對比

經過對比，可以看出隨著翅片厚度的減小，高溫氣體流經換熱器的時間和距離明顯縮小。可知，隨著翅片厚度的減小，汽車空調的換熱性能逐漸提高。

4 結語

文章利用UG對汽車空調換熱器進行建模，重點利用FIUNT軟件分析了不同翅片厚度對汽車空調換熱器換熱性能的影響。經過分析可以得出隨著翅片厚度的減小，汽車空調換熱器的性能得到了明顯提高。這對今后汽車空調換熱器的設計提供了很大的幫助。

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Analysis of Heat Transfer Performance of The Heat Exchanger for Automobile

LI Qian，WU Hao-qiong

（Department Of Automotive Engineering，Henan Institute Of Technology，Xinxiang，Henan 453000，China）

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 of 0.205mm，0.153mm and 0.108mm 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.

fin thickness；FLUENT；automobile air conditioning heat exchanger

TH222

A

2095-980X（2017）01-0062-02

2017-12-12

李倩（1987-），女，助教，主要從事汽車制造與裝配工作。