专利名称：：风冷式热交换器性能数据库的建立方法
技术领域：
：本发明涉及一种适于风冷式热交换器性能数据库的建立方法。它可以广泛应用在风冷形式的热交换器上，该类热交换器包括中冷器、水散热器、油冷器、空调冷凝器等。其结构形式主要是管带式和封条式，材料可以是铝合金、铜合金及不锈钢。
背景技术：
：在风冷式热交换器性能预测方面，不同生产厂家、主机厂、整车厂及研究机构有不同的方法，除了如FLUENT、ANSYS等可以购买到的通用CFD计算软件外，很多有实力的国际大公司都拥有自己较为完善的数据库。通常而言，针对于某种热交换器要建立完善的数据库，都需要经过数年的积累，通过大量的测试才能获得。因而如何在短时间内，通过最优化分析和进行少量针对性测试来获得有效的性能预测数据库，就成了包括众多热交换器生产厂探索的目标。
发明内容本发明要解决的是现有技术存在上述问题，旨在是提供一种适于风冷式热交换器性能数据库的建立方法，通过结构优化来预测同种结构不同尺寸的风冷式热交换器性能。解决上述问题采用的技术方案是风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于按以下步骤进行-(1)以风冷式热交换器波浪形散热带高度、散热带截面形状、散热带齿距、散热带波高、紊流片形式、紊流片翅高、紊流片齿距作为因子，通过DOE方法确定8个芯体的结构形式，然后制作8个与所述芯体的结构形式相应的热交换器；(2)在该类热交换器的热侧介质与冷侧介质可能的流量范围内确定最小、最大和中间值三个变量，交叉后形成9个工况，按此对所述的8个热4交换器进行风洞性能测试，从中选出一个最优化结构；(3)针对该最优化结构，制作16种不同芯体厚度及迎风面积的热交换器标准样件；(4)针对所述16种不同尺寸的热交换器样件进行48点法性能测试，确定各样件在三种不同介质进口温差下，热介质流量和冷介质流量分别有4个变量时的换热性能和阻力性能，建立完整的数据库；其中进口温差的三个变量规定为标准工况进口温差为中间值，减少10度和增加io度作为另两个温差值。本发明的优点:l)用较少的测试来确定热交换器芯体的最佳结构形式。2)只需制作16种不同芯体厚度及迎风面积的热交换器样件，就可以建立相对完整的性能数据库。3)通过该数据库可以高精度地预测同种结构的不同芯体尺寸地热交换器在不同流量下的热交换性能及阻力特性。4)整个建库周期短、成本低，预测准确度高。作为本发明的进一步改进，在步骤(1)中，所述的每个因子均有两个水平值，DOE方法可选择自由度的下限为3。所述的芯体尺寸范围为芯高二200500mm，芯宽二200500mm，芯厚二50150mm。优选尺寸为芯高二300mm，芯宽-300mm，芯厚80mm。所述的数据库形式包括样件图纸、样件照片、制作样件类型块、试验数据原始记录和数据库图表中的任何一种或多种。所述的样件照片包括热交换器、芯体、散热带和紊流片。所述的数据库图表包括a.热侧进口温度与冷侧进口温度温差减小10'C时换热量vs热侧流量的图表，换热量vs冷侧流量的图表；b.热侧进口温度与冷侧进口温度温差保持不变时换热量vs热侧流量的图表，换热量vs冷侧流量的图表；c.热侧进口温度与冷侧进口温度温差增大1(TC时换热量vs热侧流量的图表，换热量vs冷侧流量的图表。下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。图1是风冷式热交换器波浪形散热带示意图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图，(c)为左视图，(d)为(b)的A—A向剖视图。图2是风冷式热交换器紊流片示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图。图3是风冷式热交换器芯体示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图。图4是风冷式热交换器示意图，其中(a)为主视图，(b)为左视图。图5是本发明封条式中冷器因素水平表。图6是设计结果矩阵。图7是本明部分因子设计表。图8是本发明DOE方法选择结果的清晰度表。图中，1—散热带，2—紊流片，3—热介质进口，4一芯体，5—热介质出口，HI—散热带高，DT1—散热带齿距，DT2—紊流片齿距，H2—紊流片高度，W4—芯体宽度，H4—芯体高度，L4一芯体厚度。具体实施方式参照图1-4，本发明的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，以封条式中冷器芯体为研究对象，管带式研究方法同此。具体按以下步骤进行(1)DOE方法确定8个芯体的结构形式参照图5，以风冷式热交换器波浪形散热带高度、散热带截面形状、散热带齿距、散热带波高、紊流片形式、紊流片翅高、紊流片齿距作为因子，每个因子均有两个水平值，各因子之间没有交互作用，即各因子间无因果关系。参照图6、7，通过DOE方法得出设计结果矩阵。运行DOE设计程序，得到图8的清晰度表，从表中得出可选择自由度下限为3，也就是说最少要制作8个样件进行测试。制作8个与所述芯体的结构形式相应的热交换器，每个芯体结构的外形尺寸为芯高300mmx芯宽300mmx芯厚80mm。(2)9点试验法选定最优化结构在该类热交换器的热侧介质与冷侧介质可能的流量范围内确定最小、最大和中间值三个变量，交叉后形成9个工况(见表1)，按此对所述的8个热交换器进行风洞性能测试(测试模式参考表2)，根据换热能力和阻力结果从中选出一个最优化结构。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(3)制作16种不同芯体厚度及迎风面积的热交换器标准样件针对该最优化结构，制作16种不同芯体厚度及迎风面积的热交换器标准样件，样件尺寸(芯高X芯宽X芯厚)可根据该类热交换器最小、最大和中间值进行交叉组合。具体尺寸参见表3:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(4)48点法性能测试，建立完整的数据库针对所述16种不同尺寸的热交换器样件进行48点法性能测试，确定各样件在三种不同介质进口温差下，热介质流量和冷介质流量分别有4个变量时的换热性能和阻力性能，建立完整的数据库；其中进口温差的三个变量规定为标准工况进口温差为中间值，减少IO度和增加IO度作为另两个温差值。48点法介质流量组合见表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>所述的数据库形式包括样件图纸、样件照片、制作样件类型块、试验数据原始记录和数据库图表中的任何一种或多种。所述的样件照片包括热交换器、芯体、散热带和紊流片。所述的数据库图表包括a.热侧进口温度与冷侧进口温度温差减小IO'C时换热量vs热侧流量的图表，换热量VS冷侧流量的图表；b.热侧进口温度与冷侧进口温度温差保持不变时换热量vs热侧流量的图表，换热量VS冷侧流量的图表；c.热侧进口温度与冷侧进口温度温差增大1(TC时换热量vs热侧流量的图表，换热量vs冷侧流量的图表。应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。权利要求1、风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于按以下步骤进行(1)以风冷式热交换器波浪形散热带高度、散热带截面形状、散热带齿距、散热带波高、紊流片形式、紊流片翅高、紊流片齿距作为因子，通过DOE方法确定8个芯体的结构形式，然后制作8个与所述芯体的结构形式相应的热交换器；(2)在该类热交换器的热侧介质与冷侧介质可能的流量范围内确定最小、最大和中间值三个变量，交叉后形成9个工况，按此对所述的8个热交换器进行风洞性能测试，从中选出一个最优化结构；(3)针对该最优化结构，制作16种不同芯体厚度及迎风面积的热交换器标准样件；(4)针对所述16种不同尺寸的热交换器样件进行48点法性能测试，确定各样件在三种不同介质进口温差下，热介质流量和冷介质流量分别有4个变量时的换热性能和阻力性能，建立完整的数据库；其中进口温差的三个变量规定为标准工况进口温差为中间值，减少10度和增加10度作为另两个温差值。2、如权利要求1所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于在步骤(1)中，所述的每个因子均有两个水平值，DOE方法可选择自由度的下限为3。3、如权利要求1所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于所述的步骤(1)中8个芯体的尺寸范围为芯高-200500mm，芯宽=200500mm，芯厚^50150mm。4、如权利要求3所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于所述的步骤(1)中8个芯体的尺寸为芯高二300mm，芯宽二300mm，芯厚=80mm。5、如权利要求1所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于所述的步骤(3)中16个芯体的尺寸范围为芯高二3001200mm，芯宽=3001200mm，芯厚-50150mm。6、如权利要求1所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于所述的数据库形式包括样件图纸、样件照片、制作样件类型块、试验数据原始记录和数据库图表中的任何一种或多种。7、如权利要求6所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于所述的样件照片包括热交换器、芯体、散热带和紊流片。8、如权利要求6所述的风冷式热交换器性能数据库的建立方法，其特征在于所述的数据库图表包括a.热侧进口温度与冷侧进口温度温差减小l(TC时换热量vs热侧流量的图表，换热量vs冷侧流量的图表；b.热侧进口温度与冷侧进口温度温差保持不变时换热量vs热侧流量的图表，换热量VS冷侧流量的图表；c.热侧进口温度与冷侧进口温度温差增大10'C时换热量vs热侧流量的图表，换热量vs冷侧流量的图表。全文摘要本发明公开了一种适于风冷式热交换器建立性能数据库的方法，它分成两部分，第一部分是针对热风冷式交换器波浪形散热带高度、散热带截面形状、散热带齿距、散热带波高、紊流片形式、紊流片翅高、紊流片齿距等因素进行分析，通过DOE方法进行最少次数的筛选，从而确定最佳散热带与紊流片的芯体组合结构。第二部分是针对该最优化结构，对具有不同尺寸芯体的热交换器进行风洞测试，建立性能数据库。本发明通过较少的测试量和热交换器样件数，就可以建立相对完整的性能数据库，据此可以高精度地预测同种结构的不同芯体尺寸的热交换器在不同流量下的热交换性能及阻力特性，建库周期短、投入少，预测准确度高，开发成本低。文档编号G06F17/30GK101324907SQ20071007075公开日2008年12月17日申请日期2007年8月14日优先权日2007年8月14日发明者陆国栋申请人:浙江银轮机械股份有限公司