(完整版)水箱散热器的设计和计算
散热器换热计算规范
1、范围2、散热器换热设计计算（理论）2. 1、发动机冷却水散热量2.2、冷却液循环量2.3、冷却空气需求量・・・.2.4、散热器正面积....2.5、散热器散热面积3、散热器换热设计计算（实际）3. 1、确定散热器结构3.2、冷却液侧换热系数的计算3.3、空气侧换热系数的计算3.4、百叶窗翅片风阻的计算.. 113.5、传热系数的计算113.6、管翅式交叉流换热器修正系数估算123. 7、温度校核13 4、现有冷却模块的性能曲线和风扇、水泵的匹配144.1、已知的数据、参数144.2、冷却模块和风扇的匹配154.3、液气温差的计算 (1)61、范日本规范规定了汽车散热器换热计算方法。
本规范适用于汽车散热器换热计算、选型。
2、散热器换热设计计算（理论）2.1、发动机冷却水散热量表1：发动机冷却水散热量若已告知发动机冷却系统数据单，则冷却系统散热量数据单（参考图1）为准。
冷却系统Cooling system图1：发动机冷却系统数据单2.2、冷却液循环量若已告知的发动机冷却系统数据单上有冷却液需求量，则Vw<V (数据单)时，满足冷却液需求量。
表2：冷却液需求量2.3、冷却空气需求量表3：冷却空气需求量2.4、散热器正面积表4：散热器正面积2.5、散热器散热面积表5：散热器散热面积3、散热器换热设计计算（实际）汽车散热器实际设计中，散热器外形边界（芯高、芯宽）、发动机参数（冷却液带走热量、冷却液流量、报警温度）、风扇参数（性能曲线）均已告知，在此基础上设计尽可能紧凑的散热器系统。
3.1、确定散热器结构由于现有常规结构汽车散热器均为管翅式交叉流散热器，故以下计算均为管翅式交叉流散热器换热计算。
3.2、冷却液侧换热系数的计算选择散热管类型、排布，确定散热管通水截面积A.散热管湿周长度P,得散热管水力直径①（m）：d h =*(3. 1)散热管内冷却液平均流速ι⅛ （m/s）：u fl =7⅛r(3. 2)hK为冷却水体积流量（m3∕s） , N为流道数量。
散热器尺寸设计计算办法
散热器尺寸设计计算办法
散热器是将热量从热源传递到周围环境的设备。
在进行散热器的尺寸
设计计算时，需要考虑散热器的材料、表面积、几何形状以及流体参数等
因素。
首先，散热器材料的选择对散热性能起着重要的影响。
常见的散热器
材料有铝、铜、不锈钢等。
这些材料具有良好的导热性能，可以有效地传
导热量。
其次，散热器的表面积是决定散热能力的重要因素。
表面积越大，散
热器与周围环境的接触面积就越大，从而有更好的散热效果。
在进行尺寸
设计时，可以根据所需的散热功率来计算表面积。
表面积的计算方法可以
利用散热器的几何形状进行估算，例如直立式散热器的面积可以通过散热
片的长度、厚度和数量来计算。
另外，散热器的几何形状也会对散热性能产生影响。
常见的散热器形
状有片状散热器、管式散热器、鳍片散热器等。
不同形状的散热器具有不
同的表面积和流体流通路径，因此其散热性能也会有所不同。
在进行尺寸
设计时，需要根据具体的应用场景和要求来选择合适的几何形状。
最后，流体参数是散热器尺寸设计中的重要考虑因素。
流体参数包括
流体的温度、流速、粘度等。
这些参数会影响到散热器的传热系数和压降。
在进行尺寸设计时，需要根据流体参数来计算散热器的传热系数和压降，
以保证散热器的性能满足设计要求。
综上所述，散热器的尺寸设计计算是一个复杂的过程，需要综合考虑
散热器材料、表面积、几何形状和流体参数等因素。
通过合理的设计计算，可以确保散热器具有良好的散热性能。
柴油机水箱散热器设计
柴油机水箱散热器设计柴油机水箱散热器设计需要考虑多个因素，以确保其性能和可靠性。
以下是一些关键的设计要点：
1.材料选择：选择适当的材料对于散热器的性能至关重要。
常用的材料包括铜、铝和
不锈钢等，它们具有较好的导热性能和耐腐蚀性。
2.散热面积：散热器的散热面积是影响散热效果的重要因素。
在设计时，需要根据柴
油机的功率和散热需求来计算所需的散热面积。
3.翅片设计：翅片是散热器中的重要组成部分，其设计可以提高散热器的表面积，增
强散热效果。
翅片的设计参数包括翅片间距、翅片高度和翅片厚度等。
4.冷却风道设计：散热器中的冷却风道设计可以提高散热器的冷却效率。
风道的布局、
大小和形状等参数需要根据柴油机的散热需求和空气流量来设计。
5.安装方式和固定方式：散热器的安装方式和固定方式也需要考虑。
根据柴油机的安
装空间和位置，选择适当的安装方式和固定方式，以保证散热器的稳定性和可靠性。
6.防腐处理：散热器在使用过程中会受到腐蚀的影响，因此需要进行防腐处理。
常用
的防腐处理方法包括镀锌、喷塑和涂防锈漆等。
总之，柴油机水箱散热器设计需要综合考虑多个因素，包括材料选择、散热面积、翅片设计、冷却风道设计、安装方式和固定方式以及防腐处理等。
通过合理的设计和制造工艺，可以确保散热器的性能和可靠性，从而延长柴油机的使用寿命。
散热器的散热量计算公式
散热器的散热量计算公式散热器是一种用于降低电子设备或机械设备温度的装置。
它通过将设备产生的热量转移到周围环境中，从而保持设备的正常运行温度。
散热器的散热量计算公式可以帮助我们了解散热器的散热能力和热量传递效率。
散热器的散热量计算公式如下：Q = U * A * ΔT其中，Q表示散热器的散热量，U表示散热器的传热系数，A表示散热器的表面积，ΔT表示散热器与环境之间的温度差。
我们来了解一下散热器的传热系数U。
传热系数是指单位时间内通过单位面积的热量传递量与温度差之间的比值。
它决定了散热器传热的效率和能力。
散热器的传热系数受到散热器材料、散热片结构和流体状态等因素的影响。
散热器的表面积A也是计算散热量的重要参数。
表面积越大，散热器与周围环境之间的热交换面积就越大，从而能够更快地将热量散发出去。
温度差ΔT是指散热器表面温度与环境温度之间的差值。
温度差越大，散热器的散热能力越强。
散热器的散热量计算公式可以帮助我们评估散热器的散热性能。
通过调整散热器材料、改进散热片结构和优化流体状态，可以提高散热器的传热系数和表面积，从而提高散热器的散热能力。
除了散热器自身的设计和性能，散热器的散热量还受到其他因素的影响。
例如，周围环境的温度和湿度、设备的功率和工作状态等都会对散热器的散热效果产生影响。
在实际应用中，我们可以根据设备的功率、工作温度和环境温度等参数，计算出散热器所需的散热量。
然后，根据散热器的传热系数和表面积，选择合适的散热器型号和规格。
散热器的散热量计算公式是评估散热器散热性能的重要工具。
通过合理选择散热器和优化散热系统设计，可以有效降低设备温度，提高设备的可靠性和稳定性。
在未来的发展中，我们可以期待散热器技术的进一步创新和提高，以满足不断增长的散热需求。
散热器面积及片数的计算方法
工程一：室热水供暖工程施工模块三：散热器施工安装单元 2散热器的计算1-3-2-1散热器面积及片数的计算方法1. 计算散热器的散热面积供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失。
根据热平衡原理， 散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。
散热器散热面积的计算公式为QFK (t pj 式中 F ——散热器的散热面积（m 2）；Q ——散热器的散热量（ W ）；K ——散热器的传热系数 2[W/ （ m ·℃） ] ； tpj ——散热器热媒平均温度（℃）；t n——供暖室计算温度（℃） ；β 1 ——散热器组装片数修正系数； β 2 ——散热器连接形式修正系数；β 3 ——散热器安装形式修正系数。
2. 确定散热器的传热系数K散热器的传热系数 K 是表示当散热器热媒平均温度t n )1 2 3（ 2-1-2 ）t pj 与室空气温度 t n 的差为 1℃时， 每 1 m 2 散热面积单位时间放出的热量。
选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。
影响散热器传热系数的最主要因素是散热器热媒平均温度与室空气温度的差值t pj 。
另外散热器的材质、 几何尺寸、 结构形式、 表面喷涂、 热媒种类、 温度、流量、室空气温度、 散热器的安装方式、 片数等条件都将影响传热系数的大小。
因而无法用理论推导求出各种散热器的传热系数值，只能通过实验方法确定。
国际化规组织（ ISO ）规定：确定散热器的传热系数 K 值的实验，应在一个长×宽×高为（ 4±0.2 ） m ×（ 4±0.2 ） m ×（ 2.8 ±0.2 ） m 的封闭小室，保证室温恒定下进行，散热器应无遮挡，敞开设置。
通过实验方法可得到散热器传热系数公式K=a （ t b-t ） b （ 2-1-3 ）pj ） =a （ tpj n式中K——在实验条件下，散热器的传热系数2[W/ （ m ·℃） ] ； a 、 b ——由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；t pj ——散热器热媒与室空气的平均温差， t pj =t pj – t n 。
散热器简化设计计算方法.
散热器设计计算方法一.散热量Q的计算1.基本计算公式：Q=S×W×K×4.1868÷3600 （Kw）式中：①.Q —散热器散热量（KW）=发动机水套发热量×（1.1～1.3）②.S —散热器散热面积（㎡）=散热器冷却管的表面积+2×散热带的表面积。
③.W —散热器进出水、进出风的算术或对数平均液气温差（℃），设计标准工况分为：60℃、55℃、45℃、35℃、25℃。
它们分别对应散热器允许适用的不同环境大气压和自然温度工况条件。
④.K —散热系数（Kcal/m.h.℃）。
它对应关联为：散热器冷却管、散热带、钎焊材料选用的热传导性能质量的优劣；冷却管与散热带钎焊接合率的质量水平的优劣；产品内外表面焊接氧化质量水平的优劣；冷却管内水阻值（通水断面积与水流量的对应关联—水与金属的摩擦流体力学），散热带风阻值（散热带波数、波距、百叶窗开窗的翼宽、角度的对应关联—空气与金属的摩擦流体阻力学）质量水平的优劣。
总体讲：K值是代表散热器综合质量水平的关键参数，它包容了散热器从经营管理理念、设计、工装设备、物料的选用、采购供应、制造管理控制全过程的综合质量水平。
根据多年的经验以及数据收集，铜软钎焊散热器的K值为：65～95 Kcal/m2.h.℃；改良的簿型双波浪带铜软钎焊散热器的K值为：85～105 Kcal/m2.h.℃；铝硬钎焊带电子风扇系统的散热器的K值为：120～150 Kcal/m2.h.℃。
充分认识了解掌握利用K值的内涵，可科学合理的控制降低散热器的设计和制造成本。
准确的K值需作散热器风洞试验来获取。
⑤.4.1868和3600 —均为热能系数单位与热功率单位系数换算值⑥.发动机水套散热量=发动机台架性能检测获取或根据发动机升功率、气门结构×经验单位系数值来获取。
二、计算程序及方法1.散热面积S（㎡）S=冷却管表面积F1+2×散热带表面积F2F1={ [2×(冷却管宽－冷却管两端园孤半径)]+2π冷却管两端园孤半径}×冷却管有效长度×冷却管根数×10-6F2=散热带一个波峰的展开长度×一根散热带的波峰数×散热带的宽度×散热带的根数×2×10-62.算术平均液气温差W（℃）W=[(进水温度+出水温度)÷2]-[(进风温度+出风温度)÷2]常用标准工况散热器W值取60℃，55℃，增强型取45℃，35℃。
(完整版)散热器设计的基本计算
判定结温温升限值是否符合；
注意计算时单位要统一。
四、 经验
1、 热路的分析和计算，由于影响因素较为复杂，可以忽略一些影响小的参数，来简 化计算，但一定要注意影响趋势的方向，是有利于传热的，可以作为设计余量储 备，由于影响小，所以不会影响经济性。
2、 还是因为影响因素复杂，理论计算是设计指导，结果一定以试验结论判定，埋点 测温是最有效的验证方式。
装配的步骤减少，即适应批量的流水装配作业。
符号—— Rth
单位——℃ /W。
? 稳态热传递的热阻计算 : Rth= (T1－T2)/P
T1——热源温度（无其他热源） （℃ ) T2——导热系统端点温度 （℃ ) ? 热路中材料热阻的计算 : Rth=L/(K·S)
L——材料厚度 （m) S——传热接触面积 （ m2)
3、 导热率： 是指当温度垂直向下梯度为 1℃ /m 时，单位时间内通过单位水平截面积所 传递的热量。
? 推荐：器件选型时应达到如下标准
民用等级： Tjmax≤150℃
工业等级： Tjmax≤135℃
军品等级： Tjmax≤125℃
航天等级： Tjmax≤105℃
? 以电路设计提供的，来自于器件手册的参数为设计目标
2、 温升限值
器件、内部环境、外壳： △T≤60℃
器件每升高 2℃，可靠性下降 10％；器件温升为 50℃时，寿命只有温升 25℃的 1/6 ，
? 条件
Rthjc——器件手册查询
Rthcs——材料热阻：
R =L ／（ K ·S ） th 绝缘垫
绝缘垫厚度
绝缘垫
绝缘垫接触 c 的面积
Rthsa——散热器热阻曲线图查询
T 结温——器件手册查询（待计算数值）
散热器的散热量计算公式
散热器的散热量计算公式散热器是一种用于散热的设备，广泛应用于电子设备、汽车发动机、工业设备等领域。
散热器的效果好坏取决于其散热量的大小。
散热器的散热量计算公式是通过计算散热器的表面积、传热系数和温度差来得到的。
散热器的表面积是散热器散热的关键因素之一。
表面积越大，散热器与周围环境的接触面积就越大，从而增加了散热器的散热效果。
散热器的表面积可以通过测量散热器的尺寸来得到，一般以平方米为单位。
传热系数是指散热器材料与空气之间传热的能力。
传热系数越大，散热器的散热效果就越好。
传热系数可以通过散热器材料的热导率来得到。
热导率是指材料在单位温度梯度下传热的能力，一般以瓦特/米·开尔文为单位。
温度差是指散热器表面温度与周围环境温度之间的差值。
温度差越大，散热器的散热效果就越好。
温度差可以通过测量散热器表面和周围环境的温度来得到，一般以摄氏度为单位。
根据以上三个因素，散热器的散热量可以通过以下公式来计算：散热量 = 表面积× 传热系数× 温度差其中，散热量以瓦特为单位。
散热器的散热量计算公式可以帮助工程师们在设计散热器时选择合适的尺寸、材料和工艺，以达到所需的散热效果。
通过增加散热器的表面积、提高传热系数和增大温度差，可以增加散热器的散热量，从而提高散热器的效果。
散热器的散热量计算公式在实际应用中非常重要。
在电子设备中，如计算机、手机等，散热器的散热量计算公式可以帮助工程师们设计合适的散热结构，以保证设备的正常运行。
在汽车发动机中，散热器的散热量计算公式可以帮助工程师们选择合适的散热器尺寸和材料，以保证发动机的散热效果，提高发动机的工作效率和寿命。
散热器的散热量计算公式是通过计算散热器的表面积、传热系数和温度差来得到的。
散热器的散热量计算公式可以帮助工程师们在设计散热器时选择合适的尺寸、材料和工艺，以达到所需的散热效果。
散热器的散热量计算公式在电子设备、汽车发动机等领域的应用非常广泛，对保证设备的正常运行和提高工作效率具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
A=0.3
g e =0.205kg/kW·
h P e =147kW
h n =41870kJ/kg
Q ω=105.1460kJ/s
C= 4.187kJ/（kg·℃）ρ=1000kg/m
3△t ω=
7℃Q=0.0036m 3/s
C p = 1.047kJ/（kg·℃）
ρa = 1.01kg/m 3
△t a =25℃
空气密度进出散热器的空气温差，通常取△t a =10～30℃系数，拖拉机中柴油机A=0.25～0.35，涡流机通柴油机燃油消耗率柴油机有效功率燃料低热值，柴油h n =41870kJ/kg 二.冷却系统中循环水流量Q（m 3/s）的计算
Q=Q ω/（C·ρ·△t ω）
式中：冷却水的比热水箱的设计和计算
Q ω=A·g e ·P e ·h n /3600
式中：
一.冷却系统的散热量Q ω（kJ/s）的计算
冷却水的密度柴油机进出水温差，通常取△t ω=6～12℃空气定压比热三.冷却空气需求量Q a （m 3/s）的计算
Q a =Q ω/（ρa ·C p ·△t a ）
式中：
Q a =
3.9773m 3/s
v a =8m/s F R =0.4972m 2W=0.64m
H=0.7768m
W=0.73m
H=0.74m
F R =0.5402m 2
v ω=0.3m/s l =0.019m
b=0.0022m
δ=0.0002m
f 0=0.0000328m 2
四.散热器正面积F R （m 2）的计算
F R =Q a /v a
式中：
根据拖拉机总体设计要求，200马力拖拉机所需散热器芯子的宽度W=670mm ，则根据散热器正面积的要求，散热器芯子的高度应为：
散热器正面前的空气流速，矿山车和拖拉机取v a =8m/s
查散热器标准尺寸表，得出散热器芯子的标准尺寸为：
五.散热器水管数的确定
i 1=Q /（v ω·f 0）
f 0=（l -b ）·（b-2δ）+0.25（b-2δ）2·π
水在散热器水管中的流速，一般取v ω=0.2～0.8m/s 水管断面尺寸，拖拉机用柴油机通常取前述尺寸式中：
i 1=
365
t ω=℃
t a =℃
t a1=40℃
△t=40℃
δ=0.0002℃λ=0.093℃ K R =0.0774kJ/m 2·s·℃
式中：
△t=t ω-t a =0.5（t ω1+t ω2）-0.5（t a1+t a2）
六.散热器中冷却水和冷却空气的平均温差△t的计算
冷却水的平均温度散热器进气温度，一般取t a1=40～45℃冷却空气的平均温度t ω1=95℃散热器的进水温度，对开式冷却系统可取t ω1=90～95℃；闭式冷却系统可取t ω1=95～100℃；
t ω2=89℃
散热器的出水温度，t ω2=t ω1-△t ω，△t ω为冷却水
的进出口温差，一般强制循环取△t ω=6～12℃，对流循环取 △t ω=10～20℃
t a2=65℃通过散热器后的空气温度，t a2=t a1+△t a ，△t a 是通过散热器后的空气的温升，一般取△t a =10～30℃
七.散热器传热系数K R 的确定
K R =1/（1/αω+δ/λ+1/αa ）
式中：
材料的壁厚，取δ=0.0002m ；材料的传热系数，不同材料的传热系数可查表所得；αω= 2.4kJ/m 2·s·℃水的放热系数，当管内水流速v ω=0.2～0.6m/s 时， 可取αω=2.33～4.07
空气的放热系数，它主要取决于空气流过散热器
的速度， 一般取αa =0.070～0.122
kJ/（m2·s·℃）八.散热器散热表面积F′的确定αa =0.08kJ/m 2·s·℃
F′=39.55m 2 T=0.0915m
T=0.100m
t=0.0028m
i 2=264
y=0.0405m 式中：
F ′=ΨR ·Q ω/（K R ·△t ）
散热器芯子的容积紧凑性系数，它表示单位散热器芯子容积所具有的散热面积。
Ψ值越大，散热器越小，但空气阻力也越大。
它决定于散热器的散热片和水管数目的多少、布置型式和形状。
一般取ψ=370～900 m 2/m 3。
Ψ值对于选定的芯子结
ψR =
1.15储备系数。
考虑到焊接缺陷、水垢及灰尘对散热器性能的影响，可取ΨR =1.10～1.15
九.散热器芯子厚度T的确定
y=2（l -b ）+b π
T=F ′/（F R ·ψ）
式中：
ψ=800
计算所得的T 值，应圆整到标准散热器的尺寸。
拖拉机用散热器芯子的厚度T 一般在60～100mm 之间。
十一.精确计算散热器的散热面积F，散热器上下水室的散热面积忽略不计
拖拉机柴油机的散热片片距通常为t=2.5～4.0mm ，大多为t=3.5mm 。
散热片片距t 确定后，散热片的片数为i 2=H/t 。
十.散热片片距t的确定
1.每根水管的外周长（m ）
f 1=0.0000408m 2
S 1=10.93m 2
S 2=30.73m 2
F=41.66m 27124 4.全部散热片与空气接触的面积（m 2） S 2=2（W·T-i 1·f 1）i 2
5.实际散热表面积（m 2）
3.全部水管的外表面积（m 2） 2.每根水管的外截面积（m 2） f 1=（l -b ）b+（b/2）2π
F=S 1+S 2
要保证F ≥F ′，设计为基本合理
S 1=i 1·y·H。