中冷器设计计算.doc

中冷器设计计算书
一:中冷器结构参数
1． 芯子有效尺寸:640×1０４×６4
二:中冷器使用工况
1. 热风进温度：1３0℃(t1′）　
2. 热风出温度:５0℃　(t1″）
3. 热风流量:０.1Kｇ/s( G１)
4. 冷风进温度:2５℃(环境温度)(t2′)
5. 冷风流速:10m/ｓ
6. 热侧压力:１５0KPａ
三:中冷器结构参数计算
1． 冷侧散热面积(F)的计算
冷侧散热面积F＝2.87m2
2． 热侧流速的计算(V1)
１）质量流量（G1)换算成体积流量（V)
ρ＝Pbm/２８７.4Tbm=(1５0－6/2＋100)×1000／（287.3×(1３０+50）/2+２７3）＝1.41ｋg/m3
其中:Pｂm　=进气压力-内部压力降/２(进气压力为绝对大气压）
Tｂm ：进出气平均温度(出气温度按发动机要求50℃)
V= G１ /ρ ≈0.0７1 ｍ３/ｓ
2）中冷器热侧通道空气流速计算
S3＝冷却管的通道面积＝单根冷却管内腔的截面积×冷却管根数=2818．32mm2
３) Ｖ1=V/S3＝0.0７1×１０6/281８.32≈25.07ｍ/ｓ
根据我公司同配置中冷器,该流速下中冷器的压力降为5.4kpa左右,满足设计要求。
四、设计计算
1、设计计算：
1）标定工况下，假设1３0℃的增压空气流经中冷器以后，出气口温度达到50℃。根据热平衡方程式计算冷风出温度（t2″）
G１Cp１（t１′-　t1″）= G2Ｃp２(t2″- t2′）
　式中　 　G1――热空气流量，Ｋg/ｓ;
　　 　　G２――冷却介质流量,Ｋｇ／s;
　　 　 　 Cp１――热空气的定压比热，J／ Kg． ℃
　 　 Cp2――冷却介质的定压比热，J/　Kg． ℃
　 　 t1′――中冷器进口(热空气）温度,℃
　　 ｔ1″――中冷器出口(冷却后空气)温度,℃
　　 　 t2′――冷却介质进中冷器的温度,℃
　 　t2″――冷却介质出中冷器的温度，℃
已知:　 Cp1=１．０09×１０3Ｊ／Kｇ.　℃ 　　 　Cp2=1.005×103Ｊ/Ｋg. ℃
　 　　G１= 0.１Ｋg／s 　 　 　　　G２＝0．8０2Ｋｇ／s
　 　 　 　ｔ1′－ t1″＝13０-5０=８０℃ 　 　　　 t２′=２5℃
可求得t2″=３５．2℃
其中：G2＝(芯子正面积×２5℃时空气密度×冷侧空气流速)
　25℃时空气密度＝1.2０５ kｇ／m3
G２＝0．06656×1.2０5×10＝０.802 Kg/ｓ
2）整个散热器的平均温压：Δtm
Δtｍａx=130-35．２=９４．8 Δtmin=５0-２5＝25 　 　
Δtmａx/Δtmiｎ=3.792
　　所以采用对数平均温压
　 　　 　Δtｍ=(Δｔmａx-Δtmｉn）/ln（Δｔmax/Δtmin)=5２．37℃
3)参照同结构产品,该中冷器的传热系数约为54.4W／m2.　℃
4）根据发动机工况整个中冷器所需散热量：
　　 　 　Q１＝Ｇ1×Ｃp1(１3０-50） =0.１×１.０09×8０＝8.072Ｋw
5）根据中冷器设计所具备的散热量
Q２=K×Ｆ×Δtm　=52.5×2.87×54．４/1000＝８.1９7Kw
6）中冷器冷却效率:
热侧实际出气温度根据叠加计算可知,实际出气温度为４9.５℃。
满足５０℃的设计要求。
五:结论：
1. 上述计算结果表明，中冷器在该配置下能满足设计要求;
2. 另外,由于气室外形对流体影响很大,可根据实际情况适当调整中冷器的内、外翅片。
六、同类中冷器的试验数据: