论文部分内容阅读
客车发动机工作时,燃油总热量的30%以上通过尾气排入大气。如果能把浪费掉的这部分热量回收,将大大提高燃油的有效利用率,达到节能降耗、保护环境的目的。利用尾气换热器回收客车发动机尾气余热是实现上述目的的有效途径。本文针对宇通某12m传统客车用翅片管式尾气换热器,以实验手段和数值仿真手段分别从流体介质与结构参数两方面研究其换热性能。在实验过程中,通过尾气温度、尾气流量、冷却水温度、冷却水流量对余热回收量和余热回收率的影响来测试翅片管式尾气换热器的传热效果;在数值计算过程中,通过翅片高度、管径、纵向管距、排列方式对换热器出口温度和Nu的影响来优化翅片管式尾气换热器的结构,为后续开发高效尾气换热器奠定了基础。研究结果显示:在流体介质中,尾气温度和尾气流量对余热回收量和余热回收率影响较大,冷却水温度和冷却水流量对余热回收量和余热回收率影响较小。提高尾气温度,余热回收量增加,余热回收率升高;增大尾气流量,余热回收量增加,余热回收率降低;实验得到的最大余热回收量为8.7k W,最大余热回收率为30.7%。说明翅片管式尾气换热器的换热性能有待进一步提高。在结构参数优化方面,对于同一结构参数,Re增大,换热器出口温度和Nu随之增加;在同一Re条件下,随着翅片高度增加、管径增大、纵向管距增大,尾气换热器出口温度降低,Nu增大。且管束转置排列时,尾气换热器的换热性能明显优于顺排。模拟计算得出的换热器出口温度最低为504.91K,Nu最大为197.54。在本文的数值计算范围内,翅片高度8.5mm,管径26mm,纵向管距74mm,管束转置排列时,翅片管式尾气换热器传热效果较好。