冷却系统主要参数核算-发动机散热器选型.xlsVIP

28Kw产品散热系统设计 Sheet1 燃料热能传递给冷却系统的系数 A 取值 物理量 汽油机取0.23-3.0;取中间量0.25 燃料消耗率(耗气量) g 单位 无量纲 0.2-0.4;LPG非电喷机取0.35 kg/Kw.h 发动机有效功率 P Kw 发动机实际使用功率 燃料低热值 h KJ/s(千焦每秒) 水的密度1000 Kg/m3 水的比热4.187 KJ/kg.℃ 冷却液密度 冷却液比热容 空气密度 空气比热 ρ气 C气 空气的密度1.01 空气的定压比热1.047 经验参考量 散热器传热系数 K 散热器储备系数(安全设计系数) 考虑污垢影响,取1.1-1.5,通常取1.1 符号 冷却液允许温升 发动机容许水温升6-12,常取值8 ℃ 散热器前后流动空气温差 ΔT气 常取值20 ΔTw 散热器进风上限温度 与环境温度及通风结构有关,常区40 T液上 ΔTw=[(T液上+T液出)-(T气进+T气出)]/2 T气进 冷却液允许上限温度 Qw 发动机散入冷却系热量 V液 需求冷却液流量 Qw=(A*P*g*h)/3600 ρ液 C液 ΔT液 L/min 需求冷却空气流程 V气 V液=60000*Qw/(ρ液*C液*ΔT液) V气=3600*Qw/(ρ气*C气*ΔT气) m3/h 需求散热芯散热面积 F ￠ 散热器"液气"平均温差 K卡/m2.h.℃ F=3600*Qw*￠/(K*ΔTw*4.185);1卡=4.185J m2 定值特性参数 系统设计参数 选型参数 LPG:45MJ/s 获取方式 设计手册 计算-动力特性 计算-动力特性 计算-风机特性 计算 保护取值 计算-散热器特性 外协提供 100左右,与风速成正比、水速、材料导热系数成正比 选型-发动机冷却系统计算模板(水冷型) 散热芯散热面积 散热芯传热系数 系统空气流量 冷却液体流量 环境温度 散热器进风温度 散热器出风温度 散热器进水温度 散热器出水温度 散热器"液气"平均温差 ΔTw-实 实测值 计算值 环境温度 T环 考虑设备运行最高气温 \ 空气进出温差 ΔT气-实 冷却液进出温差 实验-发动机冷却系统校核模板(水冷型) 风机风量校核 水泵水量校核 散热器功率校核 水温指标校核 判定结论 设备参数 实验测试 F实 V气-实 K实 V液-实 T环-实 T气出-实 T气进-实 T液进-实 T液出-实 ΔT液-实 1.模板使用说明:紫色区域-资料参数类需自行填入项、红色区域-标定参数或实测参数需自行填入项 2.能量传递途径:燃料燃烧热能→冷却水吸收热能Qw→散热芯吸收热能Qw散(即散热器功率)→空气吸收热能Qw空 3.增大冷却液流量V液效果:在其它参数不变的前提下,由公式"V液=60000*Qw/(ρ液*C液*ΔT液)"可推知,ΔT液减小,在此变化开始时刻,发动机出水温度减小,即散热器进水温度减小,导致液气温差ΔTw减小,由公式"F=3600*Qw*￠/(K*ΔTw*4.185)"可推知,散热器实际散热功率Qw散减小,从而水箱内水散出热量降低,导致T液出升高,但发动机内散热量不变,故T液进也同步升高,直至散热器水散热与发动机内水散热平衡,即最终T液进降低,T液出升高,ΔT液降低,但总ΔT液-气不变 4.增大冷却风量V气效果:在其它参数不变的前提下,由公式"V气=3600*Qw/(ρ气*C气*ΔT气)"可推知,ΔT气减小,变化瞬间,散热器换热效率Qw提升,在水箱内的冷却水循环后,由公式"V液=60000*Qw/(ρ液*C液*ΔT液)"可推知,T液出降低,再进发动机后,由于ΔT液不变,所以T液进降低,进而Qw降低,直至 液-气热平衡,即 Qw液=Qw=Qw气,实际过程由于K值提升,Qw会有一定提升,即ΔT液降低幅度要低于ΔT气降低幅度,也就是ΔT液-气减小 5.增大环境温度T进气效果:在其它参数不变的前提下,水温同幅度提升 1.与发动机保护温度有关,常取95-100 2.乙二醇防冻液:50%纯度108度沸点,100%纯度120沸点 3.水箱盖压力:0.5bar表压,提升10度沸点 1.散热器传热系数K获取:(采用源于2013年7月5号15Kw产品反风向实验数据反推) 发动机净功率:0.3(伴热带)+0.88(风扇)+16.88/0.82(电机效率)=21.7Kw 水流量:V泵=100L/min(查阅465Q水泵转速-流量曲线,曲轴与水泵传动比为91/66=) 风流量:V扇=3456m3/h(查阅465Q360风扇转速-流量曲线) 散热量:Qw=23.81KJ/s 环境温度:37℃ 水温:T进水=85℃,T出水=82℃,△T水=3℃(实测计算值),△T水'=3.4℃(公式计算值) 风温:T进风=52℃.T出风=71℃,△T风=19℃(实测计算值),△T风'=23.4