汽车水箱中冷器散热面积计算大全
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。
散热器尺寸设计计算方法
散热器尺寸设计计算方法1.散热器面积计算：散热器的面积是散热效果的关键因素之一、根据散热器的材料、形状和工况要求，可以计算出散热器需要的面积。
常用的计算公式如下：A=Q/(U*ΔT)其中，A为散热器面积（m^2），Q为需要散热的功率（热量，W），U为散热器的总传热系数（J/(m^2·s·K)），ΔT为散热器的温差（K）。
2.散热器尺寸计算：散热器的尺寸也是影响散热效果的重要参数。
常用的尺寸设计计算方法有以下几种：（1）翅片间距计算：翅片间距是翅片散热器的一个重要参数，影响散热器的散热面积。
一般情况下，翅片间距需要与相邻的翅片高度相等，以确保散热面积充分利用。
翅片间距计算公式如下：S=H/(N+1)其中，S为翅片间距（m），H为散热器的高度（m），N为翅片数量。
（2）翅片厚度计算：翅片厚度会影响散热器的散热效果和机械强度，一般情况下，翅片厚度越小，散热效果越好。
根据散热器的散热面积和翅片的数量，可以计算出翅片的厚度。
翅片厚度计算公式如下：T=A/(N*L)其中，T为翅片厚度（m），A为散热器的面积（m^2），N为翅片数量，L为散热器的长度（m）。
（3）散热管直径计算：散热管的直径也是散热器的一个重要尺寸参数。
直径越大，散热效果越好，但同时也会增加材料成本。
根据散热器的总传热系数和散热管的数量，可以计算出散热管的直径。
D=sqrt((4Q)/(P*π*N))其中，D为散热管的直径（m），Q为需要散热的功率（W），P为散热管的壁厚（m），N为散热管的数量。
除了上面介绍的计算方法，根据具体的散热要求和特殊情况，也可以采用一些其他的尺寸设计计算方法。
需要根据实际情况选择合适的计算方法，确保散热器的散热效果和稳定性。
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=（348.9-697.8）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697.8 P s直接喷射式的发动机取较小值348.9 P s增压的直喷柴油机可取(348.9-465.2) 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=0.24kcal/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。
发动机冷却系统散热量确定及水箱、风扇参数确定的方法
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 。
ρ a 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。
YN490ZLQ汽车散热器、中冷器（冷却系统）的设计计算
YN490ZLQ发动机，其额定功率为60KW/3200rpm。
现用《传热学》对其中冷器的散热性能进行简单的理论计算。
由于缺乏台架试验的有关数据，在这里则用类比的方法确定。
即：假设发动机的进气量与其功率成正比。
一、发动机的参数⑴进气量6BTAA：Ne=210hp，⊿M =0.305kg/sCY4102BZLQ：Ne=82hp，⊿M =0.119kg/s⑵中冷器的参数进气温度t1a=110℃出气温度t2a=45℃环境温度t0=27℃热空气流速u=25km/h⑶冷却空气进风速度va=12m/s二、中冷器结构选择散热管：见图一截面宽×长=6.5×38，7孔，管数27散热管平壁厚0.5～0.6散热带：见图二波高×波距×波数×带宽=8.95×5×80×38散热带根数:28中冷器结构初步设计如下：芯部尺寸：芯高×芯宽×芯厚= H×B×N =400×425×38 三、简单计算⑴单根散热管通流面积a=153.3mm2所有散热管通流面积A=27a=4139.1 mm2单根管内流体浸润周长l=180.56mm所有管内流体浸润周长L=27l=4875.12mm当量直径de=4×a/l=3.396mm⑵所有散热管内表面积FL=2.023 m2所有散热管外表面积FW=0.935m2散热带表面积F带=3.474 m2中冷器冷空气侧散热面积FΣ=FW+F带=4.409 m2四、散热管内放热系数的计算⑴中冷器的散热量QnQn=Cpa×⊿T×⊿M定性温度T=(t1a+t2a)/2=100℃Cpa——定压比热，1.005kj/kg℃⊿M——单位时间内的质量流量，⊿M =0.119kg/s ⊿T——中冷器进出气口温差，⊿T= t1a-t2a=65℃ρa——空气密度，1.060kg/m3γ——运动粘度，18.97×10-6 m2/sPr——普朗特数，Pr=0.696λ——空气导热系数，λ=2.90×10-2w/(m×℃) 得: Qn=7.77kW⑵热空气在散热管中的流速v⊿M=⊿V×ρa⊿V——体积流量，⊿V=0.112m3/s⊿V= A×vA——散热管通流面积A=4139.1 mm2V=27.06m/s⑶散热管内的雷诺数ReRe= V×de/γde——当量直径，de=3.396mmRe=4844⑷散热管内放热系数αg努谢尔数Nu=0.023×Re0.8×Pr0.3Nu=18.31Nu=αg×de/λ得: αg=156.36 w/(m2×℃)五、散热管外放热系数的计算⑴散热管外出风温度t aˊ①芯子总成的净面比ζζ=0.551②冷空气的体积流量⊿Vˊ⊿Vˊ=ζ×H×B×va=1.124m3/s③冷空气质量流量⊿Mˊ取定性温度为环境温度,t=t0=27℃Cpa——定压比热，1.005kj/kg℃⊿Mˊ——单位时间内的质量流量，kg/s⊿Tˊ——冷空气进出气温差，⊿Tˊ= t aˊ-t0ρa——空气密度，1.165kg/m3Pr——普朗特数，0.701得：⊿Mˊ=⊿Vˊ×ρa=1.310 kg/s④Qn=Cpa×⊿Tˊ×⊿Mˊ得: ⊿Tˊ=6℃得：t aˊ=33℃反馈，取定性温度为t=（t0+ t aˊ）/2 =30℃查表得：Cpa——定压比热，1.005kj/kg℃ρa——空气密度，1.165kg/m3得：⊿Mˊ=⊿Vˊ×ρa=1.310kg/sQn=Cpa×⊿Tˊ×⊿Mˊ得: ⊿Tˊ=6℃得：t aˊ=33℃得：η=（33-33）×2/(33+33)=0%所以，可以用环境温度近似地作为定性温度，此时空气的一些参数如下：Cpa——定压比热，1.005kj/kg℃ρa——空气密度，1.165kg/m3γ——运动粘度，16×10-6m2/sPr——普朗特数，Pr=0.701λ——空气导热系数，λ=2.67×10-2w/(m×℃)⑵冷空气外掠管的雷诺数ReRe= V×de`/γde——当量直径，de`=11.41mmV——空气流速，V=12m/sRe=6838⑷散热管外的放热系数αw努谢尔数Nu=C×Re n查《传热学》[3]表7-6得：C=0.424，n=0.588Nu=0.424×Re0.588Nu=87.02Nu=αw×de`/λ得:αw=203.63 w/(m2×℃)⑸散热带的效率ηη=th(mh)/(mh)散热带的参数m=(2×αw/λ×δ)0.5δ为散热带厚度，δ=0.135×10-3mλ为散热带的传热系数，假设散热管和散热带之间焊接良好。
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·℃。
汽车散热器换热量计算公式
汽车散热器换热量计算公式汽车散热器是汽车发动机冷却系统中的重要组成部分，其主要作用是将发动机产生的热量散发到空气中，以保持发动机的正常工作温度。
散热器的换热量是一个重要的参数，它决定了散热器的散热效率和性能。
因此，对于汽车散热器的换热量进行准确的计算和评估是非常重要的。
换热量是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程，它可以通过换热量计算公式来进行计算。
对于汽车散热器的换热量计算，通常可以采用以下的换热量计算公式：Q = U A ΔT。
其中，Q表示换热量，单位为瓦特（W）；U表示传热系数，单位为瓦特/平方米·摄氏度（W/m^2·℃）；A表示传热面积，单位为平方米（m^2）；ΔT表示温度差，单位为摄氏度（℃）。
传热系数U是一个描述传热性能的参数，它反映了传热介质的性质、传热表面的特性以及流体流动状态等因素对传热性能的影响。
传热系数的大小直接影响了散热器的换热效率，因此在换热量计算中，需要准确地确定传热系数的数值。
传热面积A是指散热器传热表面的有效面积，它是一个确定散热器换热量的重要参数。
传热面积的大小与散热器的结构、材料以及散热器的设计参数等因素有关，因此在换热量计算中，需要准确地确定传热面积的数值。
温度差ΔT是指散热器传热表面与外界环境之间的温度差，它是一个决定换热量大小的重要因素。
温度差的大小直接影响了换热量的大小，因此在换热量计算中，需要准确地确定温度差的数值。
在实际的汽车散热器换热量计算中，需要对传热系数、传热面积和温度差进行准确的测量和分析，以确定换热量的大小。
通常可以通过实验测量和数值模拟等方法来进行换热量的计算和评估。
除了换热量计算公式外，还需要考虑散热器的实际工作条件和环境因素对换热量的影响。
例如，在汽车行驶过程中，空气的流动速度、温度和湿度等因素都会对散热器的换热量产生影响，因此需要对这些因素进行综合考虑和分析。
总之，汽车散热器的换热量是一个重要的参数，它直接影响了散热器的散热效率和性能。
(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。