汽车空调38mm平行流蒸发器翅片参数研究

　　0 引言

　　平行流蒸发器由多孔扁管和散热翅片组成，多孔扁管的两端设有集管，用于分配和汇集制冷剂(见图1);多孔扁管及开百叶窗散热翅片见图 2.自开百叶窗的散热翅片换热器问世以来，学者对它的研究从未终止过，包括整体换热性能的研究和流动机理、流动形态的研究，从而使换热器不断的发展和推广[1];但38 mm 平行流蒸发器国内相关的文献很少，主要生产是靠全套引进国外的技术，特别是其传热和流动特性的研究更少;因此，加强这一方面的研究，开发出自己产品是必要的.

　　38mm 平行流蒸发器的空气侧热阻占了总热阻的70%以上，而空气热阻的大小与其空气侧结构参数 (翅片参数和翅片布置)密切相关[2]，深入研究这些结构参数对38 mm 平行流蒸发器空气侧换热性能的影响，能有效提高38 mm 平行流蒸发器的整体性能和换热效率，指导工程设计具有重要的作用.计算流体力学CFD (Computational Fluid Dynamics)数值模拟研究具有成本低，周期短的优势，若几何模型和网格划分的精度不高以及对传热和流动特性了解的不深入，会造成模拟结果误差大，本文采用实验与数值模拟相结合的方法研究，确保较小的成本获得较理想的结果[3].

　　1 不同翅片参数的CDF 数值模拟

　　1.1 数值求解

　　在CFD 分析过程中，不考虑加工变形，假定每个翅片间流道是均匀的，且扁管间距相同;忽略翅片开窗时在百叶窗根部产生的塑性延伸和毛刺等现象，简化模型图1，采用CDF 中的Fluent 软件对一个翅片单元内的对流换热进行研究.

　　本模型是一个稳态问题，采用有限容积元法建立离散方程，设置连续性方程、 动量方程、 能量方程的控制方程，方程中的对流项采用二阶迎风格式进行离散，扩散项采用线形插值多项式进行离散.速度和压力耦合用SIMPLEC 算法处理.边界条件：空气入出口方向如图2 箭头所示，空气入口设为速度入口边界条件，空气流速为均匀的迎面风速vI，入口温度tI=30 ℃.送风压pI=0 Pa(相对压力);翅片温度tC=5 ℃;空气出口设为压力出口边界条件.

　　网格的生成通过前处理软件GAMBIT.v2.3.16 来完成的，扁管区域采用非结构化的四面体网格，翅片区域采用结构化的三棱柱网格，基本网格尺寸为0.065 mm～0.100 mm.

　　1.2 数值模拟与实验对比分析

　　38mm 平行流蒸发器样件安装在试验台上， 按照QCT 657-2000 汽车空调制冷装置试验方法要求，设置与边界条件相同的工况试验，分别测量平行流蒸发器空气侧入口压paI和出口压力paO，求出空气侧压降△p=paO-paI，同时，通过Fluent 软件数值模拟38 mm 平行流蒸发器空气侧气流压力，并换算出空气侧空气压降，将两种情况数据绘制在图3.