散热器散热面积的计算

■洛阳福赛特汽车股份有限公司／李登龙　一洛阳石化工程公司／缨平　让你的发动机　“冷静’’下来　水散热器散热面积的计算　汽车发动机运转时，与高温　燃气相接触的零件会受到强烈的加　１．百叶窗２．散热器　热，若不加以适当的冷却会使发动　３．散热器盖４凤扇　机过热，导致空气散热系数下降，　５．水泵６．节温器　７．气缸盖水套８冰温表　机油变质和烧损，零件的摩擦和磨　９．机体水套１０．分水套　损加剧，使发动机的动力性、经济　ｌ１．放水阀　性　可靠性和耐久性全面恶化。但　是，从另一方面来说，过度冷却对　发动机也是有害的。实验表明，发　圈１汽车发动机强制循环水冷系统　动机经常在过冷状态（冷却水温　基本参数　４Ｏ～５０Ｅ）下使用时，其零件磨损　１．汽车参数　程度比正常工作温度下运转大好几　裹１　倍。因此，汽车冷却系统的主要任　公告车型　ＬＴ３２５６型自卸汽车　务就是保证发动机在最适宜的温　外形尺寸（长／ｒａｍ×宽／ｎｕｎ×高／ｎｕｎ）　７６１８×２４９Ｏ×３２５０　整备质量／ｋｇ　１０　９８０　度（８Ｏ～９０℃）下工作。　额定载质量／ｌｒｇ　１３　６Ｏ５　汽车发动机冷却系统一般为　发动机布置形式　前置　强制循环水冷系统（见图１），即　生产厂　洛阳福赛特汽车股份有限公司　利用水泵提高冷却液的压力，强制　２．发动机参数　冷却液在发动机循环流动。而在整　表２　个汽车发动机冷却系统的设计中，　发动机型号　６Ｃ２６０—２　为了防止发动机过热或过冷，确定　型式　直列六缸、四冲程、涡轮增压中冷、直喷柴油机　散热器的散热面积是非常重要的一　缸径／ｎｕｎ　１１４　环。下面以我公司生产的ＬＴ３２５６型　行程／ｍｍ　１３０　自卸车的发动机水散热器为例，介　额定功率　ｗ　１９２　额定转速／ｒ．ｍｉｎ’　２２０ｏ　绍一下使用平均温差法来计算散热　柴油机使用环境温度／℃　－３５～４５　器散热面积的计算过程。　生产厂　上海柴油机股份有限公司　—－　盏』虚　ｗ　，，船，曩砚０　瑗代墨翻件　维普资讯 http://www.cqvip.com

３．冷却系统参数　裹３　冷却系统形式　节温器型式　节温器开启温度／℃　节温器全开温度／℃　风扇型式　直径／ｍｍ　式中　闭式冷却系，强制循环水冷　蜡式　芯俸组合型　８２　９５　十叶塑料风扇　６００　广散热器芯部的正面　面积（迎风面积），　由总体结构布置决　定，对于重型卡车可　ｚ＝０．３～０．５ｍ　，　此处ｇａｚ＝０．４ｍａ　速比（风扇转速，柴油机转速）　散热器型式　散热片材料　１：１　管带式　铜　Ｇ——空气比　玉　客。查表　可得Ｃ　１瑚　Ｊ／｜ｒｇＫ。　经热功当量换算后得　Ｃ　．２４ｋｃａｌ／ｋｇ’℃　确定散热嚣的散热量Ｑ　汽车冷却系统的散热量受到许多复杂因素的影响。很难精确计算，对　于车用柴油机，可按下式根据具体情况进行估算。　散热器前的空气流　速。对于车用发动机　可取Ｖｋｍ　１２～１５ｍ／ｓ。　Ｑ＝（３４８．９－６９７．８）Ｐ．　式中砰一发动机功率，　对于燃烧室为预燃室和涡流室的发动机取较大值，直接喷射式的发动　机取较小值。增压的直喷柴油机由于扫气的冷却作用，加之单位功率的冷　却面积小，可取　此处取　１３ｍ／ｓ　ｐ　——空气密度。设定在一　个大气压下。气温　５　０℃，查表可得　ｐ￣１．０９３ｋｇ／ｍ３　ｑ＝－（３４８．９－４６５，２）　针对我厂生产的ＬＴ３２５６型自卸汽车，该车型属于重型自卸车，需长时　即可求出：　间在矿区、山区行驶，低速时段多，道路条件恶劣，工作环境差，负载熏　（经常处于超载状况），所以需选用较大的保险系数。故选：　０－－４００×２６０＝１．０４×１０　＝１．２１×１０　Ｗ　Ａ，　一—　：一　℃　３６００ｘ０．４ｘ０．—２４ｘ１３ｘ１０９３＝２１℃　ｌ。—有的时候，部分发动机厂会提供厂家测定的发动机散热量，并对汽车　主机厂所匹配的散热器提出要求，如上海柴油机公司对其６Ｃ２６０－２柴油机所　提供的数据为：发动机额定散热量Ｏ＝Ｉ）．９９×１０Ｓｋｃａｌ／ｈ＝１．１５×１０　Ｗ　￣－－４１２　２＋２１６３　则　＝ｔｋ　５．平均温，＋Ａｔ差修正系数汽车发动机的冷却形式，属　于两种流体（空气及冷却水）互不　混合的交叉流式换热形式。与热力　学的简单顺流与逆流的换热形式不　同，所以要以修正系数　对平均温　计算平均沮羞△ｆｍ　１．散热器进水温度ｆ，．　闭式冷却系可取‘＝９５－１００１２。此处选‘．－＇９５１２（节温器全开温度）。　２．散热器出水温度　ｔ，－ｆ｜　差结果进行计算修正。而　值的　大小取决于两个无量纲的参数Ｐ及　△　一冷却水在散热器中的最大温降，对强制冷却系可取△ｆ。＝６～　１２１２。此处选Ａｔ，＝８１２，则　．＝９５—８＝８７１２。　３．进入散热器的空气温度气　Ｐ．车　，Ｊ一，２　：　，２一，２　般可取　４０￣４５＂Ｃ，此处选　．－４２１２。　４．流出散热器的空气温度　式中，下标１　２分别表示两　种流体，此处即为冷却水和空气。　上角标　及”　表示出１２１　ｔｋ＋Ａｔ￣　式中　△ｆ广ｌ空气流过散热器时的温升。可按下式进行计算：　△ｆ．　————————　———————一　３６００ｘＡｚ×ＣＰ×　×ｐｋ　和进１２１。在本例中，则ｆ。　相当于　９５１２　＝８７１２　ｔ２ｔ，　。ｆ１　相当于ｆ　，　　＿Ｉ—ｃ瑗代墨部件　笙复』虚——●　ｕｎ￣ｇｍ￣ｌｇＳＯ．￣ｏｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com

ｌ　０　０　０　０　０　相当干ｆｋ　＝４２℃，ｔ２　相当干ｆｋ　＝　等诸多因素的影响，因此需根据实　生产实践　６３℃。　验数据确定，一般铜制管带式散热　在生产中，我们根据计算结果　代入可得｜Ｐ　．３９，Ｒ－－０．３８。　器可　９３～１１６Ｗ／（ｍ２．Ｋ）。此处　与总体布置尺寸对散热器厂提出技　求得Ｐ、Ｒ值，按表４可查得　￣ｒ＝１０５。　术要求：散热器散热面积Ａ＝３５．４ｍ２，　＝ｏ．９８。　８．计算散热面　散热器结构尺寸（高×宽×厚）：　散热器的散热面积，即为散热　７０８ｒａｍ×６５０ｒａｍ×７０ｍｍ。实际装　器芯与空气接触的总表面积。按下　车后，经路试表明冷却系统良好。　式进行计算　实现销售后，我们跟踪采访某煤矿　望　用户，用户反映在使用过程中，发　ＫｘＡｔ　动机运转正常，水温合适，未出现　将上面的计算结果代入可得　水箱开锅（冷却水沸腾）现象，对　尸　冷却系统表示满意　这些情况表明　／１　·～：　兰！　：　３２Ｉ．　２　ｍ　９０×３５．９　我们的计算结果是准确的，计算方　实际设计面积可留１０％的余　法是可靠的，值得推广。　，＝　度。取）￣３Ａ＝３２．２×１．１＝３５．４　ｍ２　ＭＣ文章查询簟号：Ｗ０１１５　襄４一次交叉流．两种流体各自都不　混合时的　值　６．平均温差△　根据传热学原理，平均温差　△　可按下式计算：　Ｉｎ￣　●＿＿＿＿＿＂＿＿＿ｍａ＿＿＿＿——　ｘ　△，　Ｉｎ　Ａｔｍ　＝ｔ　一ｔｋ＝９５－４２＝５３＂Ｃ　△　＝　一ｔｋｃ－８７－６３＝２４Ｘ２　可得：　－ｏ．９８　＿３５肌　２４　７．确定传热系数　传热系数　是评价散热器换热　效能的重要参数，其主要受散热器　芯部结构，水管中冷却水的流速，　通过散热器的空气流速、管片材料　以及制造质量（特别是焊接质量）　■Ｉ　复！．驻　ｗ¨　，ｒ　，叠５ｎｃｏｒｎ　ＭＣ理代搴部件