板翅式机油散热器传热性能的试验研究
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摘要
散热器在工业领域中应用甚为广泛，动力机械及其装置是典型的应用对象之一。散热器良好的散热效果对于提高设备或装置的工作效率有着至关重要的作用。随着科学的迅速发展、技术的日益进步，散热器正朝着紧凑化、小型化、轻重量方面发展。与此同时，对发展散热器的优化设计方法与理论也提出了迫切的要求。但由于散热器传热过程的复杂性，纯粹从理论上推导有关传热公式十分困难。本论文工作在选定板翅式机油散热器作为研究对象后，从获取试验数据入手，通过采用神经网络算法，对选定散热器的传热过程进行了建模分析。
所做的主要工作包括：
1．综述了散热器在内燃机中的应用状况、散热器传热模型研究现状和发展趋势，确定了课题目标。
2．对于本课题要研究的板翅式散热器，较系统地介绍了这方面的理论知识，为下一步的试验分析研究奠定了基础。
3．参与机油散热器传热性能实验台的研制工作，并具体对18H12C型板翅式机油散热器进行了较为系统的试验研究。
4．应用神经网络算法建立了18H12C板翅式机油散热器传热过程的数理模型，并对模型的泛化能力作了验证。
Heat exchangers have been widely used in industry, especially in power machineries and equipments. Providing an appropriate working condition for the latter, heat exchangers have been playing an important role. With the improvement of science, they cannot already meet the need of industry with their big and heavy bodies. However, it's so difficult to get the formulae about the heat transfer in heat exchangers that this thesis will present the theories and tests of compact louvered fin heat exchangers used in the Internal Combustion Engine from the point of view of experiment. Networks have been applied in this calculation by processing the related data about the size of fins of heat exchangers.
The main works done in this thesis are as followed:
1) The general developing situation of heat exchangers used in the internal combustion engine and their model building status are firstly discussed. Then the thesis goal is confirmed.
2) Some basic elements about louvered fin heat exchangers have been presented in this thesis, all these works shall give us a foundation to make the related test.
3) Participating in developing the testing system of louvered fin heat exchangers and making some tests about 18H12C, a type of heat exchangers.
4) Some theories of model building about 18H12C are fully discussed. Such problem is the kernel of my research, and the related calculation results are analyzed and checked carefully and truly.
所做的主要工作包括：
1．综述了散热器在内燃机中的应用状况、散热器传热模型研究现状和发展趋势，确定了课题目标。
2．对于本课题要研究的板翅式散热器，较系统地介绍了这方面的理论知识，为下一步的试验分析研究奠定了基础。
3．参与机油散热器传热性能实验台的研制工作，并具体对18H12C型板翅式机油散热器进行了较为系统的试验研究。
4．应用神经网络算法建立了18H12C板翅式机油散热器传热过程的数理模型，并对模型的泛化能力作了验证。
Heat exchangers have been widely used in industry, especially in power machineries and equipments. Providing an appropriate working condition for the latter, heat exchangers have been playing an important role. With the improvement of science, they cannot already meet the need of industry with their big and heavy bodies. However, it's so difficult to get the formulae about the heat transfer in heat exchangers that this thesis will present the theories and tests of compact louvered fin heat exchangers used in the Internal Combustion Engine from the point of view of experiment. Networks have been applied in this calculation by processing the related data about the size of fins of heat exchangers.
The main works done in this thesis are as followed:
1) The general developing situation of heat exchangers used in the internal combustion engine and their model building status are firstly discussed. Then the thesis goal is confirmed.
2) Some basic elements about louvered fin heat exchangers have been presented in this thesis, all these works shall give us a foundation to make the related test.
3) Participating in developing the testing system of louvered fin heat exchangers and making some tests about 18H12C, a type of heat exchangers.
4) Some theories of model building about 18H12C are fully discussed. Such problem is the kernel of my research, and the related calculation results are analyzed and checked carefully and truly.
引文
1．朱仙鼎 主编 中国内燃机工程师手册 上海科学技术出版社 2000
2．GP 企画室 编 刘若南 译 汽车发动机图解 吉林科学技术出版社 香港万里机构 联合出版 1995
3．杨连生 编著 内燃机设计 中国农业机械出版社 1981
4．史美中、王中铮 编著 热交换器原理与设计 东南大学出版社 1996
5．吴兆汉 等编 车用内燃机构造 国防工业出版社 1986
6．W．M．凯斯，A．L．伦敦著，宣益民，张后雷译，紧凑式交换器，科学出版社，1997
7. C.-C. Wang, J.-Y. Jang, N.-F. Chiou, A heat transfer and friction correlation for wavy fin—and—tube heat exchangers, 1998
8. C.-C. Wang, C.-J. Lee, C.-T. Chang, S.-P. Lin, Heat transfer and friction correlation for compact louvered fin—and—tube heat exchangers,1998
9. Chi—Chuan Wang, Kuan—Yu Chi, Chun—Jung Chang, Heat transfer and friction characteristics of plain fin—and—tube heat exchangers, part Ⅰ: new experimental data, 1998
10. Chi—Chuan Wang, Kuan—Yu Chi, Chun—Jung Chang, Heat transfer and friction characteristics of plain fin—and—tube heat exchangers, part Ⅱ:Correlation, 1998
11. Jeom—Yul Yun, Kwan—Soo Lee, Influence of design parameters on the heat transfer and flow friction characteristics of the heat exchanger with slit fins, 1999
12. Wei—Mon Yan, Pay—Jen Shen, Heat transfer and friction characteristics of fin—and—tube heat exchangers, 1999
13. S. F. Tsai, T. W. H. Sheu, S. M. Lee, Heat transfer in a conjugate heat exchanger with a wavy fin surface, 1997
14. Yu—Juei Chang, Kuei—Chang Hsu, YurTsai Lin, Chi—Chuan Wang, A generalized friction correlation for louver fin geometry, 1999
15. Gyorgy Sitkei Heat Transfer and Thermal Loading in Internal Combustion Engines 1973
16．杨世铭编著，传热学，高等教育出版社，1979
17．李永祥 浙江大学硕士学位论文 活塞热冲击试验台控制与监测系统的研制
18．茹卡乌斯卡斯著，换热器内的对流传热，科学出版社，1986
19．[日]付尚信、郎逵 译 高效热交换器数据手册 机械工业出版社 1987
20．王松汉等 编著，板翅式换热器，化学工业出版社
21．陶文铨编著，数值传热学，西安交通大学出版社，1988
22．杨崇麟 主编 板翅式换热器工程设计手册 机械工业出版社 1994
23．靳明聪、程尚模 赵永湘 编著 换热器 重庆大学出版社 1990
24．阎皓峰、甘永平 编著 新型换热器与传热强化 宇航出版社 1991
25．中华人民共和国机械行业标准，JB／T 5095—91，内燃机机油冷却器传热性能试验方法，1991
26．陈捷 浙江大学硕士学位论文 蒙特卡洛法在柴油机缸内辐射传热研究中的应用 1999
27．陈义华 编著 数学模型 重庆大学出版社 1995
28．谌安琦 编著 科技工程中的数学模型 中国铁道出版社 1988
29．陆国栋，黄志成，李国祥，梯形剖面肋片管二维温度场的测定与分析，2000
30．黄志成，陆国栋，陆家祥，12V180ZJC型柴油机机油冷却系统的研究，2000
31．杨连生主编 内燃机设计 中国家业机械出版社 1989
32．李孝安、张晓缱 编著 神经网络与神经计算机导论 西北工业大学出版社 1994
33．楼顺天、施阳 编著 其于MATLAB的系统分析与设计 西安电子科技大学出版式社 1999
34．易大义、沈云宝、李有法 编著 计算方法 浙江大学出版社 1989
35．王兵锋 浙江大学硕士学位论文 天然气组分变化对发动机燃烧过程、排放的影响 2001
34．崔怡 主编 Matlab 5.3实例详解 航空工业出版社 2000
2．GP 企画室 编 刘若南 译 汽车发动机图解 吉林科学技术出版社 香港万里机构 联合出版 1995
3．杨连生 编著 内燃机设计 中国农业机械出版社 1981
4．史美中、王中铮 编著 热交换器原理与设计 东南大学出版社 1996
5．吴兆汉 等编 车用内燃机构造 国防工业出版社 1986
6．W．M．凯斯，A．L．伦敦著，宣益民，张后雷译，紧凑式交换器，科学出版社，1997
7. C.-C. Wang, J.-Y. Jang, N.-F. Chiou, A heat transfer and friction correlation for wavy fin—and—tube heat exchangers, 1998
8. C.-C. Wang, C.-J. Lee, C.-T. Chang, S.-P. Lin, Heat transfer and friction correlation for compact louvered fin—and—tube heat exchangers,1998
9. Chi—Chuan Wang, Kuan—Yu Chi, Chun—Jung Chang, Heat transfer and friction characteristics of plain fin—and—tube heat exchangers, part Ⅰ: new experimental data, 1998
10. Chi—Chuan Wang, Kuan—Yu Chi, Chun—Jung Chang, Heat transfer and friction characteristics of plain fin—and—tube heat exchangers, part Ⅱ:Correlation, 1998
11. Jeom—Yul Yun, Kwan—Soo Lee, Influence of design parameters on the heat transfer and flow friction characteristics of the heat exchanger with slit fins, 1999
12. Wei—Mon Yan, Pay—Jen Shen, Heat transfer and friction characteristics of fin—and—tube heat exchangers, 1999
13. S. F. Tsai, T. W. H. Sheu, S. M. Lee, Heat transfer in a conjugate heat exchanger with a wavy fin surface, 1997
14. Yu—Juei Chang, Kuei—Chang Hsu, YurTsai Lin, Chi—Chuan Wang, A generalized friction correlation for louver fin geometry, 1999
15. Gyorgy Sitkei Heat Transfer and Thermal Loading in Internal Combustion Engines 1973
16．杨世铭编著，传热学，高等教育出版社，1979
17．李永祥 浙江大学硕士学位论文 活塞热冲击试验台控制与监测系统的研制
18．茹卡乌斯卡斯著，换热器内的对流传热，科学出版社，1986
19．[日]付尚信、郎逵 译 高效热交换器数据手册 机械工业出版社 1987
20．王松汉等 编著，板翅式换热器，化学工业出版社
21．陶文铨编著，数值传热学，西安交通大学出版社，1988
22．杨崇麟 主编 板翅式换热器工程设计手册 机械工业出版社 1994
23．靳明聪、程尚模 赵永湘 编著 换热器 重庆大学出版社 1990
24．阎皓峰、甘永平 编著 新型换热器与传热强化 宇航出版社 1991
25．中华人民共和国机械行业标准，JB／T 5095—91，内燃机机油冷却器传热性能试验方法，1991
26．陈捷 浙江大学硕士学位论文 蒙特卡洛法在柴油机缸内辐射传热研究中的应用 1999
27．陈义华 编著 数学模型 重庆大学出版社 1995
28．谌安琦 编著 科技工程中的数学模型 中国铁道出版社 1988
29．陆国栋，黄志成，李国祥，梯形剖面肋片管二维温度场的测定与分析，2000
30．黄志成，陆国栋，陆家祥，12V180ZJC型柴油机机油冷却系统的研究，2000
31．杨连生主编 内燃机设计 中国家业机械出版社 1989
32．李孝安、张晓缱 编著 神经网络与神经计算机导论 西北工业大学出版社 1994
33．楼顺天、施阳 编著 其于MATLAB的系统分析与设计 西安电子科技大学出版式社 1999
34．易大义、沈云宝、李有法 编著 计算方法 浙江大学出版社 1989
35．王兵锋 浙江大学硕士学位论文 天然气组分变化对发动机燃烧过程、排放的影响 2001
34．崔怡 主编 Matlab 5.3实例详解 航空工业出版社 2000
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