发动机散热计算实例

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1、关于RDT1087-0000产品质量分析我公司生产的RDT1087-0000产品根据我们计算和考证，质量是可以过关的，完全可以满足发动机的散热要求，我公司并针对此款产品做出了如下计算：（采用对比法进行计算，这样能更清楚此产品是否合适）发动机散热计算实例：发动机参数型号、厂家：6C260-2 上海柴油机形式：直列六缸，四冲程，涡轮增压冲冷，直喷柴油机缸径/mm 114 额定功率/kw 192 使用温度/ -3545行程/mm 130 额定转速/rmin 2200冷却系统参数冷却形式：闭式冷却系，强制循环水冷 风扇形式：十叶塑料节温器形式：蜡式。芯体组合式 直径/mm 600节温器开启温度/ 82

2、 比（柴油机/风扇转 ）1：1节温器全开温度/ 95 散热器：板翅式 材料： 铝确定散热系的散热量Q=(348.9697.8)PsPs发动机功率对于燃烧室为预燃室和涡流室的发动机较大值，直喷式的取较小值。增压直喷柴油机由于扫气的冷却作用，加之单位功率的冷却面积小，可取Q=(348.9465.2)Ps针对自己或客户的产品是否长时间或条件恶劣，工作环境差，负载重等情况，所以需要选用较大的保险系数，故选：Q=400260=1.04100000 =1.21100000 W部分发动机厂会提供发动机散热量，并对汽车主机厂所匹配的散热器提出要求，如上柴对装6C260-2提供的数据为Q=0.9910 kca

3、L/h=1.15100000 w计算平均温差tm1、散热器进水温度ts闭式冷却器取ts1=95100,此处选ts1=95（节温器全开温度）2、散热器出水温度ts2 Ts2=ts1-ts ts冷却水左散热器中的最大降温，对强制冷却系可取ts=612此处选ts=8，则ts2=95-8=873、进入散热器的温度tk1 一般可选tk1=4045,此处选tk1=424、汽出散热器的温度tk2 Tk2=tk1+tktk空气流过散热器时的升温，可接下式计算tk=Q/3600*A2*Cp*Vk*PkA2散热器芯部正面面积（迎风面积），由芯体结构部局决定，对于重型车可取A2=0.30.5 此处选A2=0.4Cp

4、空气比定压热容，查表可得Cp=1.005ks/kg.k 热功当量接算，得 Cp=0.24kca L/kg. Vk散热器前的空气流速，对于车用发动机可取Vk=12-15m/s 此处取 Vk=13m/sk空气密度，设定一个大气压下，气温50，查表可得 k=1.093 kg/m3即可求： tk*（1.04*100000）/3600*0.4*0.24*13*1.093=21 则tk2=tk1+tk=42+21=635、平均温差修正系数 汽车发送机的冷却形式，属于两种流体（空气和冷却水）互不混合的交叉流式换热形式，与热力学的简单顺流与逆汽的换热形式不同，所以要修正系数，对平均温差结束进行计算修正，而中值

5、的大小取决于两个元量纲的差数P及R P=t2”-t2/t1-t2 P= t1-t1”/t2”-t2式中，标1.2分别表示两种流体，此处为冷却水和空气上角标及”表示出口和进口，在本例中，则t1相当于ts1=95, t1”相当于ts2=87, t2相当于tk1=42,t2”相当于tk2=63代入可得： P=0.39 R=0.38接下表查的=0.98两个图标，一次交流，两种流体都不混合时的值6、平均温差tm 根据传热学原理，平均温差tm可接下式计算 可得 tm=*(tmax-tmin)/(Intmax/Intmin) tmax=ts1-tk1=95-42=53 tmin=ts2-tk2=87-63=

6、24 tm=0.98*(53-24)/(In53/In24)=35.97、确定传热系数K 传热系数K是评价散热器换热能力的重要系数，其主要受散热器芯体结构，水管中冷却水流速，通过散热器空气流速，翅片材料以及制造质量等诸多因素影响，因此需根据实验确定，一般可取K=93116w/(K),此处选 K=908、计算热面积A 散热器的散热面积，即为散热器芯体与空气接触的总表面积，按下式计算 A= Q/K*tm 将上面的计算结果带入 A=1.04*100000 实际设计面积可留10%的余度，取A=32.21.1=35.49、生产实践 在生产中，实际装车后冷却系统良好，发动机运转正常，水温合适，无开锅现象，

7、这表明计算结果是正常的可知发动机冷却系统的最大散热量是与发动机额定功率，燃油消耗量成正比的，发动机工作燃烧能量有30%转化成机械能使发动机发出动力，约有30%转化热能随尾气排出，另有30%热量通过燃烧室周围金属转给水套内的冷却液，好有10%通过辐射传给空气。由此可算出冷却系应散出多少的热量。QW=3600XAXgeXNeXhu/3600KJ/S,A=冷却系统的散热量占燃料热能的百分比（柴油机0.18-0.25 汽油机0.18-0.25），ge=额定工况时内燃机燃料消耗率（柴油机0.21-0.27 kg/kwh 汽油机0.3-0.34 kg/kwh）,Ne内燃机功率（Kw）,hu燃料低热值，柴油

8、和汽油分别取41870和43100kj/kg,对上室进行简化可以得出汽油机：Qw=(0.851.1)Ne压缩比，取上限11.1，对高压缩比（8）取下限0.850.95，车用柴油机：Qw=(0.60.75)Ne 直喷取小值，预烧式和涡流式取大值，增压直喷柴油机：Qw=(0.50.6)Ne.因此可选系数简化 Q=1.0410 104 kw 公式算法 Q=1920.55=106 kw 国内目前的系数法由上述可见基本没有误差，代入康明斯QSK19发动机功率：522kw 型式：涡流增压中冷，直喷柴油机缸速：2200r/min/1500r/min 其余 发动机参数表额定散热：182kw(水) 2kw(燃料)49kw(环境)代入公式Q=5220.55=287kwA=81传热系数K=3kw/(冈量在 34440m/h)QA=814.1=332kw由此得出配合55800m/h冈量的风扇，此冷却器可满足需求，为特殊情况保险起见散热器厚度增加了10mm，高度增加了90mm。在加上此产品做完实验，如气又增大换热面积，对工况需求应可满足。