散热器参数计算

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散热器参数计算

1.发动机冷却水散热量Φ(Kcal/h)

冷却系应散发出去的热量与发动机的形式及功率大小有关。额定点工况下冷却水散热量约占燃料总发热量的 22~30%,考虑到冷却系设计的安全性,一般取上限。

Φ = 25%×P×q×Hu

其中: P 为额定功率( Kw)

q为油耗率(g/Kw.h)

Hu为燃料低热值,柴油取 10.2Kcal/g

2.水循环体积流量qvw(m³/h)

冷却水的循环流量是根据冷却系应散发出去的热量Φ ,由热平衡方程计算:

qvw=Φρw×𝑐pw×∆𝑡w

其中: ∆tw为冷却水温差;在热平衡温度下,冷却水流经发动机的温升应等于冷却水流经水箱的温降。该值一般为 6~12℃。

ρw为冷却水密度;一般取 1000Kg/ m³

cpw为冷却水定压比热容,一般取 1Kcal/(Kg. ℃)

3.冷却空气体积流量qva(m³/h)

冷却空气的流量,即冷却风扇的供风量,也是根据冷却系应散发出去的热量Φ ,由热平衡方程计算:

qva=Φρa×𝑐pa×∆𝑡a

其中: ∆ta 为冷却空气进出散热器温升;该值一般为 30℃。

ρa为空气密度;一般取 1.05~1.2Kg/ m³

cpa为空气定压比热容,一般取 0.2393Kcal/(Kg. ℃)

4.水箱正面积Fr(㎡)

Fr=(0.0031-0.0038 )·P(㎡)

载货车和前置客车通风良好时,可取下限值即0.0031-0.0033㎡/kW;城市公交车长期低速运转但严重超载可取中值即0.0034-0.0035㎡/kW;自卸车、牵引车、山区长途客运车等经常大负荷运行的车辆以及通风欠佳的后置客车可取上限值即 0.0036-0.0038㎡/kW。

5.水箱散热面积 S(㎡)

设计散热面积可按下式进行估算:S=(1.1−1.15)ΦK×∆t

其中:K-散热器对空气的传热系数,KCal/ mm2·h·℃,取110KCal/mm2·h·℃。

⊿t-散热器中冷却水与冷却空气的平均温差:⊿t=(tw1+tw2)/2-(tr1+tr2)/2

公式中:tw1-散热器进水温度,可根据发动机提供的进水温度计算

tw2-散热器出水温度

tw2=tw1-⊿ts,公式中⊿ts-冷却水在散热器中的最大降温,对强制冷却系统⊿ts为6~12℃,一般取9℃进行计算。 tr1-进入散热器的空气温度。应为空气通过中冷器后要增温,所以可取环境温度加5℃进行计算。

tr2-流出散热器的空气温度。tr2= tr1+⊿tr

⊿tr-空气流过散热器的温升

⊿tr=Φ3600Fr×Cp×Vr×Rr

Fr-水箱正面积,根据上述计算可得。

Cp-空气定压比热,取0.2393Kcal/(Kg. ℃)

Vr-散热器前的空气流动速度,对后置发动机可以认为气流速度完全由风扇产生。一般在8-10m/s。

Rr-空气比重,随温度变化有所不同,当气温为45时,Rr=1.05kg/m³。