风阻系数:空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重要的外力。空气阻力系数,又称风阻系数,是计算汽车空气阻力的一个重要系数。它是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数, 用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。风阻系数的大小取决于汽车的外形.风阻系数愈大,则空气阻力愈大.现代汽车的风阻系数一般在0.3-0.5之间。 风阻是车辆行驶时来自空气的阻力,一般空气阻力有三种形式,第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力,就像拿一块木板顶风而行,所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 第二是摩擦阻力,空气与划过车身一样会产生摩擦力,然而以一般车辆能行驶的最快速度来说,摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力,一般来说,车辆高速行驶时,外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区,真空区越大,阻力就越大。 一般来说,三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。
车辆在行驶时,所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。遥控器外壳 随著车辆行驶速度的增加,空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力,在时速200km/h以上时,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。
一般车辆在前进时,所受到风的阻力大致来自前方,除非侧面风速特别大。不然不会对车辆产生太大影响,就算有,也可通过方向盘来修正。风阻对汽车性能的影响甚大。根据测试,当一辆轿车以80公里/时前进时,有60%的耗油是用来克服风阻的。 风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因此说风阻系数越小越好。一般来讲,流线性越强的汽车,其风阻系数越小。
一、 Pan Asia Technical Automotive Center Co.,Ltd提供的技术参数:
芯体尺寸:450×280,即水箱迎风面积:0.126 m2;
正面风速:8m/s,质量风速:Ga≈8kg/ m2.s;
水流量:40l/min=2.4 m3/h;
散热量≥35kw;
风阻:<350kPa;
水阻: <5.73kPa;
二、 散热面积计算
1、 根据所给出的散热量≥35kw,首先核算散热器的散热面积
散热面积可按下式计算
FW=Qw/Ka·⊿t (m2)
式中: FW-散热器散热面积
Qw-散热量
Ka-传热系数,kcal/ m2·h·℃,汽车行业一般为80~110。
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⊿t-散热器中冷却水与冷却空气的平均温差
⊿t=水焊机(tw1+ tw2)/2-(ta1+ ta2)/2
式中:tw1-散热器进水温度,闭式冷却系统为95~100℃
tw2-散热器出水温度
tw2= tw1-⊿ts
式中:⊿ts-冷却水在散热器中的最大温降,对强制冷却系统取6~12℃
ta1-进入散热器的空气温度35~45℃
ta2-流出散热器的空气温度
ta2= ta1+⊿ta
⊿ta-空气流过散热器的温升
⊿ta=Qw/360Fz·Cp·Vz·rz (℃)
Fz-散热器芯子的迎风面积
Cp-空气定压比热 0.25kcal/kg. ℃
Vz-散热器前的空气流速
rz-空气密度,vobu当气温为40℃取1.05kg/ m3
将有关参数代入上述公式计算,并进行修正得
FW=7.5 m2
三、 方案设计
根据芯体尺寸以及汽车车身型式、发动机容积空间所受限制的特点,将散热器设计成横流型,详见下图:
根据我公司的生产实际情况,设计制造成铝质管带式散热器,初步优化选择四种芯部尺寸:
1、 芯部尺寸(高×宽×厚):262×毛豆脱壳机450×56
三排水管(2×16)排列,水管的总截面积:20.16cm2
散热带波峰高:10, 波峰距:3.5
散热面积:7.47 m2
水阻估算5.7kpa,风阻估算340 kpa
2、 芯部尺寸(高×宽×厚):268×450×56
三排水管(2×16)排列, 水管的总截面积:24.96cm2
散热带波峰高:8, 波峰距:3.5
散热面积:7.66 m2
水阻估算5.4kpa,风阻估算350 kpa
3、 芯部尺寸(高×宽×厚):275×450×51
发动机散热器二排水管(1.91×23.5)排列, 水管的总截面积:24.23cm2
散热带波峰高:8, 波峰距:3
散热面积:8.2 m2
水阻估算5.5kpa,风阻估算320 kpa
4、 芯部尺寸(高×宽×厚):284×450×51
三排水管(1.91×23.5)排列, 水管的总截面积:20.64cm2
散热带波峰高:10, 波峰距:3.5
散热面积:7.56 m2
水阻估算5.7kpa,风阻估算340 kpa
四、 方案对比
(1) 水阻的对比:
方案2、方案3优先采用
(2)风阻的对比:
由于水管、散热带都已采用优化的标准格式,所以只能考虑水管的排列数, 散热带的波距大小。水管排列数越小,风阻越小;波距3、3.5属于同一选用档次,对风阻的影响不显著,建议优先采用方案3。
综上所述, 根据我们多年的生产实践和已经成功的配套案例,结合JB/T8577水散热器行业标准的相关试验数据,方案3完全满足散热量≥35kw;风阻:<350kPa;水阻: <5.73kPa的要求。
五、 建议:
对以上几种方案进行设计评审,进一步进行样品验证。