發(fā)動(dòng)機(jī)散熱計(jì)算實(shí)例

1、關(guān)于RDT1087-0000產(chǎn)品質(zhì)量分析我公司生產(chǎn)的RDT1087-0000產(chǎn)品根據(jù)我們計(jì)算和考證，質(zhì)量是可以過關(guān)的，完全可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱要求，我公司并針對(duì)此款產(chǎn)品做出了如下計(jì)算：（采用對(duì)比法進(jìn)行計(jì)算，這樣能更清楚此產(chǎn)品是否合適）發(fā)動(dòng)機(jī)散熱計(jì)算實(shí)例：發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)型號(hào)、廠家：6C260-2 上海柴油機(jī)形式：直列六缸，四沖程，渦輪增壓沖冷，直噴柴油機(jī)缸徑/mm 114 額定功率/kw 192 使用溫度/ -3545行程/mm 130 額定轉(zhuǎn)速/rmin 2200冷卻系統(tǒng)參數(shù)冷卻形式：閉式冷卻系，強(qiáng)制循環(huán)水冷 風(fēng)扇形式：十葉塑料節(jié)溫器形式：蠟式。芯體組合式 直徑/mm 600節(jié)溫器開啟溫度/ 82

2、 比（柴油機(jī)/風(fēng)扇轉(zhuǎn) ）1：1節(jié)溫器全開溫度/ 95 散熱器：板翅式 材料： 鋁確定散熱系的散熱量Q=(348.9697.8)PsPs發(fā)動(dòng)機(jī)功率對(duì)于燃燒室為預(yù)燃室和渦流室的發(fā)動(dòng)機(jī)較大值，直噴式的取較小值。增壓直噴柴油機(jī)由于掃氣的冷卻作用，加之單位功率的冷卻面積小，可取Q=(348.9465.2)Ps針對(duì)自己或客戶的產(chǎn)品是否長(zhǎng)時(shí)間或條件惡劣，工作環(huán)境差，負(fù)載重等情況，所以需要選用較大的保險(xiǎn)系數(shù)，故選：Q=400×260=1.04×100000 =1.21×100000 W部分發(fā)動(dòng)機(jī)廠會(huì)提供發(fā)動(dòng)機(jī)散熱量，并對(duì)汽車主機(jī)廠所匹配的散熱器提出要求，如上柴對(duì)裝6C260-2提

3、供的數(shù)據(jù)為Q=0.99×10 kca L/h=1.15×100000 w計(jì)算平均溫差tm1、散熱器進(jìn)水溫度ts閉式冷卻器取ts1=95100,此處選ts1=95（節(jié)溫器全開溫度）2、散熱器出水溫度ts2 Ts2=ts1-ts ts冷卻水左散熱器中的最大降溫，對(duì)強(qiáng)制冷卻系可取ts=612此處選ts=8，則ts2=95-8=873、進(jìn)入散熱器的溫度tk1 一般可選tk1=4045,此處選tk1=424、汽出散熱器的溫度tk2 Tk2=tk1+tktk空氣流過散熱器時(shí)的升溫，可接下式計(jì)算tk=Q/3600*A2*Cp*Vk*PkA2散熱器芯部正面面積（迎風(fēng)面積），由芯體結(jié)構(gòu)部局決

4、定，對(duì)于重型車可取A2=0.30.5 此處選A2=0.4Cp空氣比定壓熱容，查表可得Cp=1.005ks/kg.k 熱功當(dāng)量接算，得 Cp=0.24kca L/kg. Vk散熱器前的空氣流速，對(duì)于車用發(fā)動(dòng)機(jī)可取Vk=12-15m/s 此處取 Vk=13m/sk空氣密度，設(shè)定一個(gè)大氣壓下，氣溫50，查表可得 k=1.093 kg/m3即可求： tk*（1.04*100000）/3600*0.4*0.24*13*1.093=21 則tk2=tk1+tk=42+21=635、平均溫差修正系數(shù) 汽車發(fā)送機(jī)的冷卻形式，屬于兩種流體（空氣和冷卻水）互不混合的交叉流式換熱形式，與熱力學(xué)的簡(jiǎn)單順流與逆汽的換熱

5、形式不同，所以要修正系數(shù)，對(duì)平均溫差結(jié)束進(jìn)行計(jì)算修正，而中值的大小取決于兩個(gè)元量綱的差數(shù)P及R P=t2”-t2/t1-t2 P= t1-t1”/t2”-t2式中，標(biāo)1.2分別表示兩種流體，此處為冷卻水和空氣上角標(biāo)及”表示出口和進(jìn)口，在本例中，則t1相當(dāng)于ts1=95, t1”相當(dāng)于ts2=87, t2相當(dāng)于tk1=42,t2”相當(dāng)于tk2=63代入可得： P=0.39 R=0.38接下表查的=0.98兩個(gè)圖標(biāo)，一次交流，兩種流體都不混合時(shí)的值6、平均溫差tm 根據(jù)傳熱學(xué)原理，平均溫差tm可接下式計(jì)算 可得 tm=*(tmax-tmin)/(Intmax/Intmin) tmax=ts1-tk

6、1=95-42=53 tmin=ts2-tk2=87-63=24 tm=0.98*(53-24)/(In53/In24)=35.97、確定傳熱系數(shù)K 傳熱系數(shù)K是評(píng)價(jià)散熱器換熱能力的重要系數(shù)，其主要受散熱器芯體結(jié)構(gòu)，水管中冷卻水流速，通過散熱器空氣流速，翅片材料以及制造質(zhì)量等諸多因素影響，因此需根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，一般可取K=93116w/(·K),此處選 K=908、計(jì)算熱面積A 散熱器的散熱面積，即為散熱器芯體與空氣接觸的總表面積，按下式計(jì)算 A= Q/K*tm 將上面的計(jì)算結(jié)果帶入 A=1.04*100000 實(shí)際設(shè)計(jì)面積可留10%的余度，取A=32.2×1.1=35.49

7、、生產(chǎn)實(shí)踐 在生產(chǎn)中，實(shí)際裝車后冷卻系統(tǒng)良好，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，水溫合適，無開鍋現(xiàn)象，這表明計(jì)算結(jié)果是正常的可知發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的最大散熱量是與發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率，燃油消耗量成正比的，發(fā)動(dòng)機(jī)工作燃燒能量有30%轉(zhuǎn)化成機(jī)械能使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出動(dòng)力，約有30%轉(zhuǎn)化熱能隨尾氣排出，另有30%熱量通過燃燒室周圍金屬轉(zhuǎn)給水套內(nèi)的冷卻液，好有10%通過輻射傳給空氣。由此可算出冷卻系應(yīng)散出多少的熱量。QW=3600XAXgeXNeXhu/3600KJ/S,A=冷卻系統(tǒng)的散熱量占燃料熱能的百分比（柴油機(jī)0.18-0.25 汽油機(jī)0.18-0.25），ge=額定工況時(shí)內(nèi)燃機(jī)燃料消耗率（柴油機(jī)0.21-0.27 kg/kw&#

8、183;h 汽油機(jī)0.3-0.34 kg/kw·h）,Ne內(nèi)燃機(jī)功率（Kw）,hu燃料低熱值，柴油和汽油分別取41870和43100kj/kg,對(duì)上室進(jìn)行簡(jiǎn)化可以得出汽油機(jī)：Qw=(0.851.1)Ne壓縮比，取上限11.1，對(duì)高壓縮比（>8）取下限0.850.95，車用柴油機(jī)：Qw=(0.60.75)Ne 直噴取小值，預(yù)燒式和渦流式取大值，增壓直噴柴油機(jī)：Qw=(0.50.6)Ne.因此可選系數(shù)簡(jiǎn)化 Q=1.04×10 104 kw 公式算法 Q=192×0.55=106 kw 國(guó)內(nèi)目前的系數(shù)法由上述可見基本沒有誤差，代入康明斯QSK19發(fā)動(dòng)機(jī)功率：522kw 型式：渦流增壓中冷，直噴柴油機(jī)缸速：2200r/min/1500r/min 其余 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表額定散熱：182kw(水) 2kw(燃料)49kw(環(huán)境)代入公式Q=522×0.55=287kwA=81傳熱系數(shù)K=3kw/(岡量在 34