基于CFD技术汽车用热交换器流场特性建模分析

简介

换热器是最常用的车辆液压油液冷却机构,其是保证齿轮传动机构正常运转的重要结构单元。针对车辆液压油常用的间壁式换热器进行分析,对热交换原理进行分析,获取传热方程和热平衡方程;基于此对热交换过程的固流耦合进行分析,获得热交换器的数学模型;根据数学模型和使用需求,对热交换器的参数进行设计;基于热交换器参数建立三维模型,采用CFD建立流场分析模型,对热交换器内油液和冷却液的速度场、温度场等进行分析;基于水力测功机试验台,对实际热交换器的冷却效果进行分析,验证设计和流场分析结果的准确性。结果可知流过热交换器后,冷却液的速度流量变化较大,5.2m3/s降低至2.3m3/s,而油液的速度流量基本无变化,基本保持在2.0m3/s,这与热交换器内部结构密切相关;仿真经过29s达到平衡状态,冷却液温度稳定在88.5℃,而油液温度稳定在95.5℃;试验测试温度变化趋势与仿真分析结果基本一致,冷却液温度逐渐升高,30s后达到平衡,达到83.3℃,而油液温度逐渐降低,31s后也达到平衡,为90.5℃;试验测试与仿真分析参数对比,油液与冷却液的出口温差基本一致,误差控制在7%以内,且达到平衡状态时的所经历的时间基本一致,在30s左右;且温度符合设计要求,表明设计方案的可靠性与准确性,为此类分析提供参考。