22222222222222汽车发动机散热器散热面积的计算
车用散热器散热面积的计算
车用散热器散热面积的计算一、散热量的确定1．用户已给散热量的按已给散热量计算.2．对车用柴油机可按下式进行估算：Q=（）P s式中P s表示发动机功率.燃烧室为预燃室和涡流室的发动机取较大值P s直接喷射式的发动机取较小值P s增压的直喷柴油机可取P s二、计算平均温度差Δt m1.散热器的进水温度t s1闭式冷却系可取t s1=95-100℃(节温器全开温度)2.散热器出水温度t s2t s2=t s1-Δt sΔt s是冷却水在散热器中的最大温降,对强制冷却系可取Δt s=6-12℃3.进入散热器的空气温度t k1一般取t k1=40-45℃4.流出散热器的空气温度t k2t k2= t k1+Δt kΔt k是空气流过散热器时的温升,可按下式计算:Δt k=Q/(3600×A Z×C P×V K×ρk)式中A Z表示散热器芯部的正迎风面积; C P表示空气的定压比热容C P=kgf℃V K表示散热器前的空气流速,车用发动机可取V K=12-15m/s ρk表示空气密度,设定在一个大气压气温50℃下查表得ρk=1.09kg/m35.平均温差修正系数φ汽车发动机的冷却形式,属于两种流体互不混合的交叉流式换热形式.与热力学的简单顺流与逆流的换热形式不同,所以要以修正系数φ对平均温度差结果进行计算修正.而φ值的大小取决于两个无量纲的参数P及R.P=(出气温度-进气温度)/(进水温度-进气温度)R=(进水温度-出水温度)/( 出气温度-进气温度)查上表可得φ值6.平均温差Δt m根据传热学原理,平均温差Δt m可按下式计算:Δt m=φ{(Δt max-Δt min)/ ㏑(Δt max/Δt min)}Δt max= t s1- t k1Δt min= t s2- t k2三、确定传热系数K值传热系数K是评价散热器换热效能的重要参数,其主要受散热器芯部结构,水管中冷却水的流速,通过散热器的空气流速,管片材料以及制造质量等诸多固素的影响,因此需根据实验数据来确定,一搬铜制管带式散热器可取K=93-116W/(m2K).四、计算散热面积A散热器的散热面积,即为散热器芯与空气接触的总表面积.按下式进行计算A=Q/(K×Δt m)实际设计可留10%的余度取A×110%林州市宏昌水箱厂技术部2014．09．18。
汽车发动机散热器散热面积的计算
参考文献[1] 罗曼诺夫斯基(苏) 冷压手册[M ] 北京:中国工业出版社,1965[2] 李硕本 盒形件的冲压变形分析[J] 电子工艺技术,1983(2)[3] 王孝培 冲压手册[M ] 北京:机械工业出版社,2000[4] 于连仲 高方盒形件多次拉深工艺过程的确定[D ] 全国第一次冲压学术会议论文集,1985[5] 中川威雄著,郭青山译 板料冲压加工[M ] 天津:天津科学技术出版社,1982(责任编辑:李明喜)收稿日期:2004-01-28作者简介:黄新明(1963 ),男,湖北黄石人,工程师,主要从事机械产品的设计与制造工作。
汽车发动机散热器散热面积的计算黄新明 华文林(黄石高等专科学校机械与动力工程系,湖北黄石435003)摘 要:介绍了散热器的作用及其构造,阐述了散热器散热效果的调节方法,推导出了散热器散热面积的计算公式。
关键词:散热器;冷却;散热面积中图分类号:U270 38+4 文献标识码:A 文章编号:1008-8245(2004)04-0037-03The Calculation to Heat -transfer Areaof Automobile Engine s RadiatorHuang Xinming Hua Wenlin(Department of Mechanic and Dynamic Engineeri ng ,Huangshi Polytechnic College,Huan gshi Hubei 435003)Abstract:This paper introduces the function and constructure of radiator,and discusses the regulating method of radiator s heat-transfer effect,then deduces the calculation equation of radiator s heat-transfer area .Keywords:radiator;cool;heat-tranfer area1 散热器的作用如图1所示,汽车发动机冷却循环系统由散热器2、风扇4、水泵5、节温器6、进水管及出水管等组成。
散热器简化计算方法
立式散热器简化价格计算方法一. 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 —金旗舰散热器散热量（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、1. 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），暖气片品牌金旗舰暖气片，一线明星代言，暖通O2O第一品牌，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。
暖气片品牌金旗舰暖气片，一线明星代言，暖通O2O第一品牌准确的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。
散热器参数计算
散热器参数计算1.发动机冷却水散热量Φ（Kcal/h）冷却系应散发出去的热量与发动机的形式及功率大小有关。
额定点工况下冷却水散热量约占燃料总发热量的 22～30％，考虑到冷却系设计的安全性，一般取上限。
Φ ＝ 25％×P×q×H u其中： P 为额定功率（ Kw）q为油耗率（g/Kw.h）Hu为燃料低热值，柴油取 10.2Kcal/g2.水循环体积流量q vw（m³/h）冷却水的循环流量是根据冷却系应散发出去的热量Φ ，由热平衡方程计算：q vw=Φρw×c pw×∆t w其中：∆t w为冷却水温差；在热平衡温度下，冷却水流经发动机的温升应等于冷却水流经水箱的温降。
该值一般为 6～12℃。
ρw为冷却水密度；一般取 1000Kg/ m³c pw为冷却水定压比热容，一般取 1Kcal/(Kg. ℃)3.冷却空气体积流量q va（m³/h）冷却空气的流量，即冷却风扇的供风量，也是根据冷却系应散发出去的热量Φ ，由热平衡方程计算：q va=Φρa×c pa×∆t a其中：∆t a为冷却空气进出散热器温升；该值一般为 30℃。
ρa为空气密度；一般取 1.05~1.2Kg/ m³c pa为空气定压比热容，一般取 0.2393Kcal/(Kg. ℃)4.水箱正面积Fr（㎡）Fr=(0.0031－0.0038 )·P（㎡）载货车和前置客车通风良好时，可取下限值即0.0031－0.0033㎡/kW；城市公交车长期低速运转但严重超载可取中值即0.0034－0.0035㎡/kW；自卸车、牵引车、山区长途客运车等经常大负荷运行的车辆以及通风欠佳的后置客车可取上限值即 0.0036－0.0038㎡/kW。
5.水箱散热面积 S（㎡）设计散热面积可按下式进行估算：S=（1.1−1.15）ΦK×∆t其中：K-散热器对空气的传热系数，KCal/ mm2·h·℃，取110KCal/mm2·h·℃。
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 。
散热器面积及片数的计算方法
工程一：室内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321)(βββn pj t t K Q F -= （2-1-2）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[W/（m 2·℃）]；t pj ——散热器内热媒平均温度（℃）；t n ——供暖室内计算温度（℃）； β1——散热器组装片数修正系数； β2——散热器连接形式修正系数； β3——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是表示当散热器内热媒平均温度t pj与室内空气温度t n的差为1℃时，每1 m2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内热媒平均温度与室内空气温度的差值Δt 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、室内空气温度、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。
国际化规范组织（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±）m×（4±）m×（±）m的封闭小室内，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（Δt pj）b=a（t pj-t n） b （2-1-3）式中 K ——在实验条件下，散热器的传热系数[W/（m 2·℃）]；a 、b ——由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；Δt pj ——散热器内热媒与室内空气的平均温差，Δt pj =t pj –t n 。
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一种用于散热或降温的装置，广泛应用于各种领域，如电子设备、车辆、建筑等。
在设计散热器尺寸时，需要考虑散热的效果、材料的热导率、风流的流速等因素。
下面将介绍散热器尺寸设计的一般计算方法。
1.计算散热功率：首先，需要确定要散热的对象的散热功率。
散热功率一般由设备的工作功率决定，可以通过查看设备的技术规格书或测量获得。
如果设备是功率变化的，可以选择峰值功率或平均功率作为散热器所需散热功率。
2.散热器的热阻计算：散热器的热阻是指单位面积上的热阻，用于表示材料对热量的阻抗。
根据基本的热传导原理，热阻(R)等于材料的厚度(d)除以热传导系数(k)，再除以材料的面积(A)：R=d/(k*A)3.确定散热器材料：散热器常用的材料包括铝、铜和钛等。
这些材料的热导率不同，也会影响散热器的散热效果。
一般而言，铜的热导率比铝高，但成本也更高。
根据预算和实际需求，选择适当的材料。
4.散热器的换热面积计算：散热器的换热面积决定了它能够散发多少热量。
换热面积可以通过散热计算公式计算得出：A=Q/(U*ΔT)其中，A为换热面积，Q为散热功率，U为局部换热系数，ΔT为散热器的温度差。
5.散热器的尺寸计算：在获得换热面积后，可以根据散热器的形状和布局来计算尺寸。
常用的散热器形状包括片式、螺旋形和圆柱形等。
分别计算每个面的面积，然后将它们相加得到实际散热器的面积。
尺寸的选择还需要考虑到其他方面，如机械强度、制造成本、安装和维护等因素。
总结：散热器尺寸的设计计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
上述所述的计算方法只是一种基本的指导，实际设计中还需要结合具体的应用需求和材料特性进行调整。
同时，还应关注散热器与设备的热耦合问题，以确保高效、可靠的散热效果。
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参考文献
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[3] 王孝培1冲压手册[M ]1北京:机械工业出版
社,2000
[4] 于连仲1高方盒形件多次拉深工艺过程的确定
[D ]1全国第一次冲压学术会议论文集,1985[5] 中川威雄著,郭青山译1板料冲压加工[M ]1天
津:天津科学技术出版社,1982
(责任编辑:李明喜)
收稿日期:2004-01-28
作者简介:黄新明(1963—
),男,湖北黄石人,工程师,主要从事机械产品的设计与制造工作。
汽车发动机散热器散热面积的计算
黄新明 华文林
(黄石高等专科学校机械与动力工程系,湖北黄石435003)
摘 要:介绍了散热器的作用及其构造,阐述了散热器散热效果的调节方法,推导出了散热器散热面积的计
算公式。
关键词:散热器;冷却;散热面积
中图分类号:U270138+4 文献标识码:A 文章编号:1008-8245(2004)04-0037-03
The C alculation to H eat -transfer Area
of Automobile E ngine ’s R adiator
Huang Xinming Hua Wenlin
(Department of Mechanic and Dynamic Engineering ,Huangshi P olytechnic C ollege ,Huangshi Hubei 435003)
Abstract :This paper introduces the function and constructure of radiator ,and discusses the regulating method of radiator ’s heat -trans fer effect ,then deduces the calculation equation of radiator ’s heat -trans fer area .K eyw ords :radiator ;cool ;heat -tran fer area
1 散热器的作用
如图1所示,汽车发动机冷却循环系统由散
热器2、风扇4、水泵5、节温器6、进水管及出水管
等组成。
冷却系统的作用是:疏散发动机各零件的热量,使这些零件的温度保持在发动机正常工作所许可的范围内。
因发动机工作时,燃料燃烧
第20卷 第4期2004年8月 黄 石 高 等 专 科 学 校 学 报JOURNA L OF H UANG SHI PO LY TECH NIC C O LLEGE
V ol.20 N o.4
Aug 2004
所产生的热量一部分转变为有用的机械功,输出功率;另一部分则使发动机中直接与燃气接触的零件(如活塞、气缸、气缸盖和进排气门等)强烈加热。
如这些零件长时间的过热和不均匀受热,将使材料的机械性能下降,破坏了机件间的正常间隙,并使润滑油高温分解或烧掉,失去润滑能力,引起零件加速磨损,甚至卡死等严重事故。
散热器是汽车发动机冷却循环系统中的一个重要部件,其作用是将由冷却循环水带出的发动机各零件的热量散发到空气中,其质量直接影响着汽车发动机冷却循环系统的性能指标。
图1 发动机循环式水冷系示意图
1 百叶窗 2 散热器 3 加水口盖 4 风 扇 5 水 泵 6 节温器 7 水温表 8 水 套 9 分水管 10 放水阀
2 散热器的构造
散热器的构造如图2所示。
其主要组成部分为上水室2、下水室7、加水口盖3、侧板8、支架6和散热器芯。
在上、下水室上分别焊有进、出水管,以便于与进、出水软管联接,在上水室上还焊有加水口管,用于向散热器中注入冷却水,平时管口用加水口盖盖住,在下水室上通常都装有放水阀门。
侧板加强了散热器的强度,又将用于与外部连接的支架与其它构件连为一体。
散热器芯是散热器的核心部件,是散热器的主要散热元件。
散热器芯的构造型式有多种,但管带式散热器芯以其散热能力强、制造工艺简单、质量小、成本低等优点而得以广泛地应用。
如图
2所示,管带式散热器芯是由波纹状的散热带5
与冷却管4相间排列着,冷却管的两端分别插入上、下水室主片1的扁孔中,外侧的散热带被两片附侧板9所夹持经钎焊而成。
图2 散热器
1 主 片 2 上水室 3 加水口盖 4 冷却管 5 散热带 6 支 架 7 下水室 8 侧 板 9 附侧板
3 散热器散热效果的调节
发动机的冷却必须适度。
若冷却强度不足,将出现过热现象,水箱中的水温将升至沸点,水蒸气大量蒸发,发动机的热效率低,油耗大,同时,发
动机的零件也会因润滑不良而加速磨损。
若冷却强度过强,将出现过冷现象,一方面由于热量散失过多,使转变成有用功的热量减少,另一方面,由于混合气体与冷气缸壁接触而凝结并流到曲轴箱内,不仅增加了燃油消耗,且使机油变稀而影响润滑,结果也将使发动机功率下降,磨损加剧。
在气缸盖内的冷却水温为80～90℃之间时,散热器与发动机匹配最好。
使用条件(如汽车速度、负荷和环境温度等)对散热器的散热效果有很大的影响。
为使散热器与发动机很好地匹配,可以改变通过散热器的空气流量和改变通过散热器的冷却水流量的方法来调节冷却强度。
通常利用百页窗和各种自动风扇来实现改变通过散热器的空气流量,而使用节温器或者支路循环来控制通过散热器冷却水的流量。
4 散热器散热面积的计算
设计散热器时一般是根据发动机在某一常用工况下能得到可靠的冷却而设计。
散热器的散热面积是散热器的一个主要技术指标,它对散热器的散热效果有着至关重要的影响,在散热器的的设计参数中,对散热器的散热面积都有明确的要
38 黄 石 高 等 专 科 学 校 学 报 2004年
求。
图3 冷却管与散热带特征
散热器的散热面积由散热带的散热面积(双面)、冷却管的散热面积、上、下水室及其主片以及附侧板的散热面积等组成。
由于附侧板的材料为
08F 钢板,其导热性较散热带和冷却管的材料紫
铜差很多,又由于附侧板和上、下水室及其主片的面积占整个散热器的散热面积的比例很小,计算又复杂,所以在实际计算散热器的散热面积时只计算散热带和冷却管的散热面积,而后给一修正系数对其值进行修正,以使计算数据与实际情况更相符。
如图3所示,冷却管横截面的外侧周长为:2(a -b )+πb ,由于上、下主片均向水室方向凹进去
3～4mm ,则暴露在空气中的冷却管长度如图2所
示为:L +6～8mm ,所以,单根冷却管的散热面积为:[2(a -b )+πb ](L +6～8);波纹状的散热带为充分利用空间,增加散热面积,波纹做的很密,则散热带的折角很小,一折散热带的长度近似于散热带的峰值A ,如图3所示,对波峰数为Z 宽度为B 的散热带,其展开长度为:2AZ (两折散热带形成一个波峰),散热面积(双面)为:4ABZ ,对m 排n 层冷却管散热器,共有m ×n 根冷却管,n +1条散热带,散热器的散热面积由下式计算:
S =k{[2(a -b )+πb ]×(L +6～8)×m ×n +
4×A ×B ×Z ×(n +1)}/106
其中:S ———散热器散热面积,单位:m 2;k ———
散热面积系数,对大水箱:k =1.1,对小水箱:k =1.05;
a ———冷却管长度,单位:mm ;
b ———冷却管宽度,单位:mm ;L ———主片间距,单位:mm ;m ———冷却管排数;n ———冷却管层数;
A ———散热带峰值,单位:mm ;
B ———散热带宽度,单位:mm ;Z ———散热带波峰数。
散热带宽度为标准值,其值如下:
一排管散热器B =16mm ,二排管散热器B =
32mm ,
三排管散热器B =49mm ,四排管散热器B =
66mm ,
冷却管的尺寸已标准化,散热带的峰值为减少工装设备的品种数量也做成了标准尺寸。
我们选用的标准:冷却管外形尺寸a ×b =13mm ×2.1
mm ,散热带峰值A =10mm ,则散热器的散热面积
计算公式为:
S =k [28.4×(L +6～8)×m ×n +40×B ×Z
×(n +1)]/106
5 结束语
在生产实践中,根据客户提供的散热器散热面积要求及安装条件,在确定了冷却管排数和层数后,利用散热器的散热面积计算公式,可以很方便地计算出散热器的波峰数并编制出散热器制造工艺并组织生产。
参考文献
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京:人民交通出版社,2001
(责任编辑:李明喜)
第4期 黄新明 华文林:汽车发动机散热器散热面积的计算 39。