摘要:汽车空调作为汽车舒适性的关键部件,其冷凝器的结构直接影响空调性能,而冷凝器从单元平行流动式发展到多元平行流动,常用翅片有平板百叶窗式、z字型百叶窗式、平板式等。通过流场对三种翅片换热量的分析,得出在一定条件下Z字型百叶窗翅片换热性能最好。
0 引言
随着我国汽车工业的飞速发展和人民生活水平的日益提高,人们对汽车乘坐舒适性的要求也越来越高,对汽车空调的需求激增。同时,能源问题和环保问题已成为当今社会发展面临的两大难题。冷凝器作为汽车空调的核心部件,对汽车空调的性能起着关键作用,由于其安装位置有限,工作条件恶劣,小型、轻量、高效、环保要求就显得尤为突出。因此,加强对冷凝器特别是轻型、薄型、高效冷凝器的研究,是汽车工业发展的需要。
1 流场对不同翅片的影响
设定当进口温度为308 K,流速为5 m/ s,翅片管带温度为333 K时的流场情况。
1.1流场协同角度分析
流场协同数描述了在不同对流传热情况下的速度流场与热流场协同的程度,是解释传热机理的重要标准,其定义为:
如图1所示三种翅片的流场协同数可知,z字型百叶窗翅片的协同数最高,平板百叶窗翅片的协同数次之,平板翅片的最差,表明z字型百叶窗翅片的速度流场与热流场配合最好,协同效果最好。同时换热随着速度增大而增强主要是由于流量增加而引起的,但是流场协同性变差。
1.2流场分析
由图2和图3所示,在相同结构参数下和相同迎风速度下,平板翅片流速均匀,无扰动流存在,可知换热效果最差;而平板百叶窗翅片具有较小的扰流和切断流场的功能因而可知换热量很强,但是压降比平板翅片高;Z字型百叶窗翅片不仅具有较大的扰流作用,而且具有导流作用,因而其换热量必然比平板百叶窗翅片高,而压降比平板翅片低。上述的数值模拟结果证明了此观点。
2 结论
设定进口温度为308 K,流速为5 m/s,翅片管带温度为333 K时的流场情况对平板百叶窗式、Z字型百叶窗式、平板式三种翅片换热量的分析,得出Z字型百叶窗翅片不仅具有较大的扰流作用,而且具有导流作用,因而其换热量必然比平板翅片、平板百叶窗翅片高。