对数温度的相对误差
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对数温度的相对误差

为探究铝翅片油冷却器传热与阻力特性的优越性,对ca88手机版厂生产的同类型号光滑管弓形板油冷却器、低肋片螺旋折流板油冷却器及实验铝翅片油冷却器的换热与流阻性能进行对比试验研究,三者的外形尺寸结构相同,相应几何结构尺寸参数如下表1。

表1:3种不同结构油冷却器结构参数

结构参数

铝翅片油冷却器

光滑管弓形板

低肋片管螺旋折流板

壳体内径/mm

85

85

85

换热管参数/mm

09.3x0.7x372

09.3x0.7x372

012.7x1.2x372

换热管数量/

22

22

12

布管方式

正三角形

正三角形

正三角形

折流板间距/mm

90

90

20

总传热面积/m2

0.8

0.24

0.392

管间距/mm

13.9

13.9

1 6.3

在冷却水流量为40L/min,进口温度为30℃,油流量20-120L/min,油进口温度55℃工况下,对结构参数油冷却器的换热与阻力特性进行实验计算分析。其换热量0随油流量的变化曲线。随着油流量增加,3种油冷却器换热量均显著增加,且所有相同工况下,铝翅片油冷却器的换热量最大,低肋片管螺旋折流板油冷却器换热量次之,光滑管弓形板油冷却器换热量最差。在油流量为40L/min时,铝翅片油冷却器换热量比低肋片管和光滑管弓形板分别增长了96%和206%,油流量为80L/min时,铝翅片油冷却器换热量比低肋片管和光滑管弓形板分别增加68%和169%。


由此可见,在相同流量及壳程结构尺寸下,铝翅片油冷却器具有较好的传热效率;在达到同等换热效果过程中,其他两种油冷却器需要更长的换热管或者壳体内径,进而增大了ca88手机版设备体积尺寸,同时也说明了铝翅片油冷却器具有结构紧凑型特点,可实现设备小型化目标。主要原因是因为铝翅片油冷却器换热管外胀接有众多的铝翅片,使其扩展的传热面积远大于其他两种结构的油冷却器,进而换热量迅猛提高;螺旋折流板虽然管数较少,但凭借表面螺纹扩展结构以及螺旋柱塞状流动强化了传热,使其换热量大于光滑管。

图1:换热量随油流量的变化曲线

换热量随油流量的变化曲线

不同结构油冷却器的壳程压降均随油流量的增加而增加,且相同流量下,铝翅片油冷却器的壳程压降均最大,其次为低肋片管螺旋折流板油冷却器。在相同实验工况条件下,铝翅片油冷却器的壳程压降分别比螺旋折流板和光滑管弓形板增加20%-32%和59.6%-94.7%。主要原因是因为铝翅片油冷却器管束中紧密排列的铝翅片在扩展传热面积的同时由于流体冲刷作用迅速增加了其流动阻力,同时铝翅片壁面效应对流体流动有一定阻流作用,增加了流动边界层厚度,进而促使其壳程压降迅速增加。低肋片管螺旋折流板油冷却器并没有低阻性能,主要是因为一方面受制造工艺的限制,折流板采用铆钉连接成螺旋连续折流板,并固定在中间假管上,使得壳程流通面积较光滑管油冷却器有所减少,壳程流速随之增加,在流体流动过程中强化换热的同时冲击假管及折流板的阻力损失也迅速提高;另一方面低肋片管的螺纹扩展结构对流体流动较光滑管具有一定阻碍作用。


不同结构的ca88手机版冷却器的综合换热性能均随油流量的增加迅速下降,然后下降趋势逐步减缓,主要是因为随流量增加,换热量增加量远不及壳程压降的增加幅度,导致高流量下综合换热性能降低。同时可发现,铝翅片油冷却器的综合换热性能优于光滑管弓形板和螺旋折流板,特别是在小流量下优势更加显著。在油流量为20L/min时,铝翅片油冷却器的综合换热性能比光滑管和螺旋折流板分别提升132%和58.1%,而当油流量增加至120L/min时,其综合换热性能仅比光滑管弓形板和螺旋折流板分别提升36.4%和21.2%,说明了在相同阻力条件下铝翅片油冷却器能显著强化传热,在达到相同换热量时所需泵功最少。


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点击次数:  更新时间:2018-01-08 08:58:52  【打印此页】  【关闭