散热器简化设计计算方法..docVIP

散热器设计计算方法 散热量Q的计算 1.基本计算公式： Q=S×W×K×4.1868÷3600 （Kw） 式中： ①.Q — 散热器散热量（KW）=发动机水套发热量×（1.1～1.3） ②.S — 散热器散热面积（㎡）=散热器冷却管的表面积+2×散热带的表面积。 ③.W — 散热器进出水、进出风的算术或对数平均液气温差（℃），设计标准工况分为：60℃、55℃、45℃、35℃、25℃。它们分别对应散热器允许适用的不同环境大气压和自然温度工况条件。 ④.K — 散热系数（Kcal/m.h.℃）。它对应关联为：散热器冷却管、散热带、钎焊材料选用的热传导性能质量的优劣；冷却管与散热带钎焊接合率的质量水平的优劣；产品内外表面焊接氧化质量水平的优劣；冷却管内水阻值（通水断面积与水流量的对应关联 —水与金属的摩擦流体力学），散热带风阻值（散热带波数、波距、百叶窗开窗的翼宽、角度的对应关联 —空气与金属的摩擦流体阻力学）质量水平的优劣。总体讲：K值是代表散热器综合质量水平的关键参数，它包容了散热器从经营管理理念、设计、工装设备、物料的选用、采购供应、制造管理控制全过程的综合质量水平。根据多年的经验以及数据收集，铜软钎焊散热器的K值为：65～95 Kcal/m2.h.℃；改良的簿型双波浪带铜软钎焊散热器 的K值为：85～105 Kcal/m2.h.℃；铝硬钎焊带电子风扇系统的散热器的K值为：120～150 Kcal/m2.h.℃。充分认识了解掌握利用K值的内涵，可科学合理的控制降低散热器的设计和制造成本。准确的K值需作散热器风洞试验来获取。 ⑤.4.1868和3600 — 均为热能系数单位与热功率单位系数换算值 ⑥.发动机水套散热量=发动机台架性能检测获取或根据发动机升功率、气门结构×经验单位系数值来获取。 二、计算程序及方法 散热面积S（㎡） S=冷却管表面积F1+2×散热带表面积F2 F1={ [2×(冷却管宽－冷却管两端园孤半径)]+2π冷却管两端园孤半径}×冷却管有效长度×冷却管根数×10-6 F2=散热带一个波峰的展开长度×一根散热带的波峰数×散热带的宽度×散热带的根数×2×10-6 算术平均液气温差W（℃） W=[(进水温度+出水温度)÷2]-[(进风温度+出风温度)÷2] 常用标准工况散热器W值取60℃，55℃，增强型取45℃，35℃。这要根据散热器在什么工况环境使用条件下来选取。 散热系数K 按上述经验数值和按本单位产品累积的制造检测水平数据选取。 散热量Q（kw） 按上基本公式计从算。准确的Q值需通过散热器台架风洞试验检测来获取。 风阻Pa（kpa） 风阻与风速、风量，散热带百叶窗翼宽、开窗角度，波距、波距均匀性有关联性，风阻过大过小都对散热性能有影响。准确的Pa值需通过散热器台架风洞试验检测来获取。经验的Pa值：芯厚为32～35mm，散热带波距在2.5～3.0mm的在450～600kpa。芯厚为16～22mm，散热带波距在2.2～3.0mm的在200～480kpa。芯厚为24～26mm，散热带波距在2.5～3.0mm的在400～500kpa。 6.水阻Ps（kpa） 水阻与冷却管通水断面积、进出水管截面积、水泵的水流速、流量有关联性，水阻过大过小都对散热性能有影响。准确的Ps值需通过散热器台架风洞试验检测来获取。经验的Ps值：铜咬口钎焊冷却管厚×宽×长×根数为2×13\14\16×300×48的在8～14kpa；铝高频焊接冷却管厚×宽×长×根数为1.8\2×16\22\26×350×35的在6～10kpa。 三、简化设计说明 散热器简化设计时可不计算pa、ps值，只需合理的选择冷却管和散热带的具体尺寸参数。而这些参数均会被限制在两个层面；一是拥有的工装设备条件；二是整车留给散热器安装的位置空间大小范围内。如何在有限的尺寸空间合理选择冷却管、散热带尺寸，这显得非常的重要，它需要设计者有丰富的设计制造实际经验和系统的理论知识水平。 合理利用材料的热传导系数，利用流体力学和空气力学基本原理，与时俱进的了解国内外车用散热器行业产品，在材料、工艺、设备上的新发展设计与应用趋势，可以科学的获取产品设计制造经营利润和品牌效益，使企业拥有长足的发展空间。 四、提高散热器散热性能的有效方法 提高一、二次换热元件的钎焊焊合率。焊合率与散热性能成正相 关。材料、工艺、散热面积相同的产品，焊合率越高散热性能越好。 降低炉中钎焊时对一、二次换热元件表面形成的氧化程度。控制散热器内腔的清洁度和氯根离子残留量。 对散热性能相关的一次换热元件（冷却管），二次换热元件（散热带），钎料等材料，选用热传导性能更好的材料。 适当提高加水口盖的开启压力和系统工作压力。 优化散热带的宽度、百叶窗开启角度、翼宽等结构尺寸，提高二次换热元件的风侧散热量性能参数。