一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法技术

本申请属于飞机系统设计领域，特别涉及一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法。包括：步骤一、获取散热器风阻特性和换热特性数据；步骤二、计算散热器工作条件下的进气畸变指数；步骤三、计算散热器修正后的风阻特性和换热特性；步骤四、绘制新的风阻特性曲线和换热特性曲线。本申请的进气畸变条件下的散热器性能评估方法，能够对非均匀进气条件下滑油散热器的风阻特性和换热特性进行修正，消除了按均匀进气条件评估造成的性能计算偏差，避免了散热系统性能实际不达标的情况。本申请原理简单，计算准确度较高，工程可实施性强。工程可实施性强。工程可实施性强。

【技术实现步骤摘要】
一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法


[0001]本申请属于飞机系统设计领域，特别涉及一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法。

技术介绍

[0002]空气散热器在工程领域应用非常广泛，以空气为冷媒的散热器，在航空飞行器上，按热边介质不一样，有空气滑油散热器、空气燃油散热器、空气冷却液散热器等。空气散热器性能计算通常都是采用经典传热学公式或基于试验数据的工程经验方法，散热器的流阻特性和换热特性，作为该类产品的基本性能数据，一般都由其研制厂商采用地面通风试验获取，试验时散热器冷边进风由鼓风机或压力储气罐提供，气流经长直管道后吹向散热器，保证了进气的均匀性。但是，实际装机使用时，散热器冷边迎风面上，很多工况下都是非均匀进气(存在进气畸变)，致使散热器实际装机性能与厂家测试性能偏离较大，甚至出现散热器无法满足性能需求的问题，致使设计制造返工。
[0003]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供了一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0005]本申请的技术方案是：
[0006]一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法，包括：
[0007]步骤一、获取散热器风阻特性和换热特性数据；
[0008]步骤二、计算散热器工作条件下的进气畸变指数；
[0009]步骤三、计算散热器修正后的风阻特性和换热特性；
[0010]步骤四、绘制新的风阻特性曲线和换热特性曲线。
[0011]在本申请的至少一个实施例中，步骤一中，所述获取散热器风阻特性和换热特性数据包括：
[0012]获取散热器风阻特性函数：
[0013]Δp＝f(Q
m
)
[0014]或者：
[0015]Q
m
＝g(Δp)
[0016]获取散热器换热特性函数：
[0017]q＝h(Q
m
)
[0018]其中，Q
m
为散热器冷边空气的质量流量，Δp为冷边流阻，q为换热量。
[0019]在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，所述计算散热器工作条件下的进气畸变指数包括：
[0020]计算进气总压恢复系数σ：
[0021][0022]其中，p
t
为散热器入口平面平均总压，p
t∞
为散热器入口前自由流总压；
[0023]计算进气畸变指数：
[0024][0025]其中，为进气畸变指数，σ
av
为散热器入口平面平均总压恢复系数，σ0为散热器入口低压区面平均总压恢复系数，低压区定义为入口平面上总压低于平均总压的区域。
[0026]在本申请的至少一个实施例中，步骤三中，所述计算散热器修正后的风阻特性和换热特性包括：
[0027]散热器均匀进风条件下的风阻特性函数为：
[0028]Q
m
＝g(Δp)
[0029]修正后的散热器冷边空气的质量流量为：
[0030][0031]其中，k1为工程修正系数，一般取值0.95～1.0，保守估算时，修正系数k1靠近下限取值；
[0032]散热器换热特性函数为：
[0033]q＝h(Q
m
)
[0034]修正后的换热量为：
[0035][0036]其中，k2为工程修正系数，一般取值0.92～1.0，换热效率高的散热器，修正系数k2靠近上限取值，散热器冷热边入口介质温差变小时，修正系数k2靠近下限取值。
[0037]在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述绘制新的风阻特性曲线和换热特性曲线包括：
[0038]根据冷边流阻Δp，绘制Q
′
m
‑
Δp曲线；
[0039]根据换热量q
′
，绘制Q
′
m
‑
q
′
曲线。
[0040]专利技术至少存在以下有益技术效果：
[0041]本申请的进气畸变条件下的散热器性能评估方法，以空气动力学和传热学基本理论为基础，引入航空发动机设计中的进气畸变概念，修正了散热器流阻特性和换热特性计算方法，使得其可以适用于非均匀进气条件下的换热计算，该方法原理简单，计算准确度较高，工程可实施性强；经试验证明，该方法所确定的流阻特性与实际测量结果误差不超过10％。
附图说明
[0042]图1是本申请一个实施方式的进气畸变条件下的散热器性能评估方法流程图。
具体实施方式
[0043]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中
的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
[0044]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
[0045]下面结合附图1对本申请做进一步详细说明。
[0046]本申请提供了一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法，包括：
[0047]步骤一、获取散热器风阻特性和换热特性数据；
[0048]步骤二、计算散热器工作条件下的进气畸变指数；
[0049]步骤三、计算散热器修正后的风阻特性和换热特性；
[0050]步骤四、绘制新的风阻特性曲线和换热特性曲线。
[0051]在本申请的一个实施例中，步骤一中，获取散热器风阻特性和换热特性数据，对于既定型号的散热器，其风阻特性和换热特性曲线作为基本性能参数，由该产品供应商提供。
[0052]通常均匀进风条件下的散热器风阻特性函数可以表示为：
[0053]Δp＝f(Q
m
)
[0054]或者：
[0055]Q
m
＝g(Δp)
[0056]给定热边流量，热边入口介质温度和冷边入口空气温度条件下，换热特性可用一条曲线表示，散热器换热特性函数为：
[0057]q＝h(Q
m
)
[0058]其中，Q
m
为散热器冷边空气的质量流量，单位k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进气畸变条件下的散热器性能评估方法，其特征在于，包括：步骤一、获取散热器风阻特性和换热特性数据；步骤二、计算散热器工作条件下的进气畸变指数；步骤三、计算散热器修正后的风阻特性和换热特性；步骤四、绘制新的风阻特性曲线和换热特性曲线。2.根据权利要求1所述的进气畸变条件下的散热器性能评估方法，其特征在于，步骤一中，所述获取散热器风阻特性和换热特性数据包括：获取散热器风阻特性函数：Δp＝f(Q
m
)或者：Q
m
＝g(Δp)获取散热器换热特性函数：q＝h(Q
m
)其中，Q
m
为散热器冷边空气的质量流量，Δp为冷边流阻，q为换热量。3.根据权利要求2所述的进气畸变条件下的散热器性能评估方法，其特征在于，步骤二中，所述计算散热器工作条件下的进气畸变指数包括：计算进气总压恢复系数σ：其中，p
t
为散热器入口平面平均总压，p
t∞
为散热器入口前自由流总压；计算进气畸变指数：其中，为进气畸变指数，σ
av
为散热器入口平面平均总压恢复系数，σ0为散热器入口低压...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，周红，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：