水箱散热器的设计和计算
电动汽车散热器计算
电动汽车散热器计算
电动汽车的散热器计算是为了确保电动汽车在工作过程中能够保持正常的温度，从而提高电池和电动机等重要部件的使用寿命。
散热器计算一般包括以下几个方面：
1. 散热功率计算：根据电动汽车各个部件的功率和热损耗来计算散热器需要处理的热量。
例如，电池组的功率损耗、电动机的功率损耗、电子控制器的功率损耗等。
2. 散热器面积计算：根据散热功率和散热器的换热能力来计算所需的散热器面积。
根据不同的散热器类型，可以使用不同的换热能力公式来计算。
3. 散热器材料选择：根据散热器工作条件和要求，选择合适的散热器材料，例如铝合金、镀锌板等。
4. 散热风扇选择：根据电动汽车散热器的设计和工作条件，选择合适的散热风扇，保证散热器能够正常工作。
需要注意的是，不同类型的电动汽车可能有不同的散热器计算要求。
因此，在进行散热器计算时，应根据具体的电动汽车型号和要求进行计算和设计。
同时，还需要考虑电动汽车在不同工况下的散热需求，例如高速行驶、低速行驶、急加速等。
汽车散热器型谱
汽车散热器型谱
汽车散热器的型谱包括以下几种类型：
1. 水箱式散热器：水箱式散热器是目前最常见的汽车散热器类型。
其结构包括散热芯片、水箱和进出水管。
热水从车内循环到散热器内的散热芯片，经过散热后再回到发动机，以达到降温的目的。
2. 电风扇散热器：电风扇散热器是在水箱散热器的基础上增加了电风扇的类型。
当发动机温度过高时，电风扇会自动启动，加速散热芯片的散热效果。
3. 双层散热器：双层散热器是指在散热芯片上方增加一层散热片的散热器。
通过增加散热面积，提高了散热器的散热效果。
4. 铝制散热器：铝制散热器由铝材制成，具有良好的散热性能和轻量化特点。
铝材的导热性能优于其他材料，使得散热器可以更快、更充分地将热量散发出去。
5. 树脂散热器：树脂散热器是指使用树脂材料制造的散热器。
相比于金属散热器，树脂散热器具有更轻便、更灵活的特点。
6. 高效散热器：高效散热器是通过使用高效散热芯片和特殊设计的散热结构来提高散热效果的散热器。
高效散热器可以更快、更充分地散发热量，提高汽车的散热效率。
发动机冷却系统散热量确定及水箱、风扇参数确定方法
发动机冷却系统散热量确定及水箱、风扇参数确定方法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。
对于我厂6110系列增压中冷发动机，额定点工况下冷却水散热量约占燃料总发热量的22～25％，对于4D32发动机，该值约为25~30％。
考虑到冷却系设计的安全性，一般取上限。
2.水循环流量q v ，w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：W W P W w V t c q ∆••Φ=,,ρ( Kcal/h) 其中：Δt 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°C 。
ρw 为冷却水密度；一般取1000Kg/m 3C p ，w 为冷却水定压比热容，一般取1Kcal/(Kg.°C)3.冷却空气体积流量q v,a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：a a P a a V t c q ∆••Φ=,,ρ( Kcal/h ）其中：Δt a 为冷却空气进出水散热器温升；该值一般为30°C 。
ρa 为空气密度；一般取1.05~1.2Kg/m 3C p ，a 为空气定压比热容，一般取0.2393Kcal/(Kg.°C)4.风扇的选型设计风扇选型设计要有三个前提条件●冷却系统所需要风量（发动机厂提供）●冷却风道的全气路阻力曲线（即风扇所需提供的静压头）（汽车厂提供）●可供选用的风扇特性曲线（某一转速下的压力与流量的关系）（风扇设计部门或制造厂提供）选择风扇时，首先在风扇性能曲线上找到冷却系统所需风量下的压力值，同时在全气路阻力曲线上找到该风量下气路阻力值。
当前者大于后者时，系统可以稳定工作。
同时还需综合考虑风扇的驱动功率、噪音水平、传动比、安装空间等因素。
5.冷却水箱（散热器）的选型设计水箱选型设计注重的是水箱参数与冷却系统总体的匹配。
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。
(完整版)水箱散热器的设计和计算
A=0.3g e =0.205kg/kW·h P e =147kWh n =41870kJ/kgQ ω=105.1460kJ/sC= 4.187kJ/（kg·℃）ρ=1000kg/m3△t ω=7℃Q=0.0036m 3/sC 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/sv a =8m/s F R =0.4972m 2W=0.64mH=0.7768mW=0.73mH=0.74mF R =0.5402m 2v ω=0.3m/s l =0.019mb=0.0022mδ=0.0002mf 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=365t 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 =0.070～0.122kJ/（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=0.0915mT=0.100mt=0.0028mi 2=264y=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。
散热器的原理分析和结构设计
散热器的原理分析和结构设计摘要：随着疫情好转，国内经济不断复苏，火电、冶金等行业的产能也得到进一步释放。
而这些行业的发展都来不开散热器。
本文以凯络文公司生产的工业热交换器为例，详细介绍散热器的结构和原理。
关键词：散热器；结构；原理1 散热器的原理散热器一般利用外部的空气对管内的水(油)进行冷却，即散热器通过循环水(油)泵，对循环水(油)进行强制循环，再通过轴流风机提供冷却空气，且水(油)流与空气流形成错流布置进行热交换，热量首先从热水(油)通过对流作用传给冷却管内壁，然后通过传导作用传给冷却管外壁，再通过传导作用从冷却管外壁传给散热翅片，最后和冷空气的对流作用，把热量转移到空气中并带走，从而达到把热水(油)降到合适的工作温度的目的，如图1所示。
图1 散热器传热原理图2 散热器其结构设计依据散热器根据风机的安装形式分为引风式和鼓风式两种结构。
2.1 引风式散热器引风式散热器的管束位于风机的吸风侧(即风机位于顶部)，由于风筒对换热翅片管有着很好的阻挡阳光、风、雨、雪的作用，使得引风式散热器具有较稳定的换热性能，同时它具有风量分配均匀、热循环少、污损少、低噪音的特性。
2.2 鼓风式散热器鼓风式散热器的管束位于风机的排风侧(即风机位于底部），由于风机电机始终处于较冷的空气环境中,可允许处理较高温度的工艺介质，从而保持较长的使用寿命。
3 散热器的结构散热器主要由支腿、芯组、风机、膨胀水箱、液位仪等单元组成。
图2 散热器结构图3.1 支腿（钢构）为了将散热器安装到合适的高度，需采用支腿或钢构支撑固定，支腿用钢板折边焊接而成，若支撑高度大于等于1米时，则用型钢做成的钢构来支撑，它由立柱、横梁等组成，具有良好的稳定性，可供散热器单个或组合使用，具体钢构应根据客户要求和使用环境进行设计。
3.2 芯组芯组是散热器的核心部件,冷空气以一定的流速流过芯组以冷却管内的热水（油），达到换热目的。
其芯组采用刚性独立的结构,便于整体装卸、组合;冷却芯组由数根冷却管、凯络文专有片型的散热翅片、前后管板、中间管板、左右侧板及集箱等构成,冷却管采用耐腐蚀性能的铜或铜合金或不锈钢材料,按正三角形排列,翅片与冷却管采用内胀方式连接,芯组均采用适应翅片管热膨胀的措施;最低一排翅片管下面设支撑梁,与芯组侧板固定,支撑梁部位的各排翅片管均布支撑件,集箱配有放泄阀,作为排污、排水、放气口、通常翅片采用铝带冲制而成，也可根据客户需要在翅片上附加保护涂层，或使用铜翅片。
水箱散热器制造工艺流程
水箱散热器制造工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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②管带成型：通过挤压或滚压工艺，将材料制成扁平管和散热鳍片。
③装配布局：根据散热需求设计管带排列方式，通过机械或手工方式将扁平管与散热鳍片固定组合。
④焊接密封：使用高频焊、激光焊等技术，将管与鳍片焊接密封，形成紧凑高效的热交换结构。
⑤机械加工：对组装好的半成品进行修边、打磨，保证尺寸精度及表面光滑。
⑥打压测试：对焊接完成的散热器进行水压试验，检查有无泄漏，确保密封性。
⑦表面处理：进行表面清洁处理，如酸洗磷化，提高防腐蚀能力，必要时进行喷漆或电镀。
⑧组装附件：安装进出水管接头、盖板等附件，确保各连接部位密封可靠。
⑨成品检验：进行全面性能与质量检验，包括热交换效率、耐压强度、外观检查等。
⑩包装入库：合格产品进行适当防护包装，标注型号、规格等信息，入库待发。
冷却系统基本设计规范
冷却系统基本设计规范简式国际汽车设计（北京）有限公司2008.5目录1.冷却系统的构成和设计要求 (1)1.1 冷却系统的构成 (1)1.2 冷却系统的设计要求 (1)2 冷却系统设计 (2)2.1 散热器 (2)2.2 冷却风扇 (6)2.3 风扇护风罩 (7)2.4 压力盖 (8)2.5 膨胀水箱 (10)2.6 取暖器 (13)2.7 水泵 (13)2.8 散热器管路 (13)2.9 冷却液 (14)1.冷却系统的构成和设计要求1.1 冷却系统的构成冷却系统由散热器、风扇、膨胀箱等部件组成。
其功能是对发动机进行强制冷却，保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得较高的动力性、经济性及可靠性。
汽车冷却系统的结构简图见图1-1所示：图1-1 冷却系统的构成1.2 冷却系统的设计要求1) 冷却系统的设计应保证：使用冷却水作冷却液和 0.5bar 以下的压力盖时，发动机出水口的温度允许到 100 ℃；使用冷却水作冷却液和 0.7-0.9bar 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 110 ℃。
2)如果使用长效防冻防锈液作冷却液和 0.5bar 以下的压力盖时，发动机出水口的温度允许到105℃；使用长效防冻防锈液作冷却液和 0.7-0.9bar 压力盖，在不连续工况运行下，最高水温允许到 115 ℃。
3) 冷却液的膨胀容积应大于等于整个系统冷却液容量的 6 %。
4) 冷却系统必须用不低于 19 L/min 的速度加注冷却液，直至达到应有的冷却液平面，以保证所有工作条件下气缸体水套内冷却液能保持正常的压力。
2 冷却系统设计件进行冷却系统内流场计算分析，最终以整车高温试验结果对冷却系统设计是否满足使用要求进行确认。
具体各主要部件的设计过程如下。
2.1 散热器散热器是冷却系统中的重要部件，其主要作用是对发动机进行强制冷却，以保证发动机能始终处于最适宜的温度状态下工作，以获得最高的动力性、经济性和可靠性。
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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℃Q a = 3.9773m 3/s 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，涡流机通常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：
四.散热器正面积F R （m 2）的计算
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 i 1=365 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：
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
=0.070～0.122kJ/（m2·s·℃）八.散热器散热表面积F′的确定
F ′=ΨR ·Q ω/（K R ·△t ）
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：
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 ）
2.每根水管的外截面积（m 2）
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） f 1=（l -b ）b+（b/2）2
π
F=S 1+S 2
要保证F ≥F ′，设计为基本合理
S 1=i 1·y·H。