高海拔車用散熱器傳熱特性影響因素研究

陳飛，何鋒，楊鎮(zhèn)，楊超

（550025 貴州省 貴陽市 貴州大學 機械工程學院）

0 引言

散熱器的散熱能力受空氣的物性參數(shù)溫度、密度、壓力等影響較大，針對高原汽車長時間爬坡引起發(fā)動機過熱，車輛散熱系統(tǒng)出現(xiàn)熱平衡問題，在高海拔下對散熱器的散熱性能進行傳熱特性分析具有重要意義。國內(nèi)外學者對散熱器的傳熱特性進行了研究，李毅[1]等通過數(shù)值計算的方法總結(jié)出高原條件下散熱器的換熱系數(shù)方程，并通過試驗驗證計算方法的可靠性；蔡惠坤[2]等利用MATLAB編寫散熱器計算程序，對比不同結(jié)構(gòu)的散熱器在變海拔條件下的風阻和散熱特性；許翔[3-4]等基于熱網(wǎng)絡(luò)法，利用熱電比擬原理計算，創(chuàng)建熱交換仿真模型；Aydin[5]等基于多孔介質(zhì)方法對汽車散熱器CFD 仿真分析，該方法簡化模型，減少仿真計算量；汪茂海[6]等通過高原環(huán)境空氣物性規(guī)律對計算公式進行修正，創(chuàng)建發(fā)動機熱管理模型。

本文針對高原環(huán)境下車用散熱器換熱特性進行研究。根據(jù)空氣物性參數(shù)隨海拔高度的變化規(guī)律，基于CFD 對車用散熱器高原環(huán)境下的換熱特性進行仿真，研究變海拔高度以及迎面風速對散熱器換熱特性的影響，為車用散熱器的高海拔換熱計算及發(fā)動機換熱系統(tǒng)的匹配與優(yōu)化提供參考。

1 空氣熱力學參數(shù)

空氣熱力學參數(shù)溫度、密度、壓力等受海拔高度的影響較大，而空氣的比熱容、動力粘度和導(dǎo)熱系數(shù)等主要與環(huán)境溫度有關(guān)，受海拔高度的間接影響。大氣溫度與海拔高度關(guān)系式為