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2007 ? 12?
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J OURNAL OF HEFEI UNIV ERSITY O F TECHNOLOGY
Vol . 30 Sup
Dec. 2007
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轻 型 载 货 汽 车 冷 却 系 统 设 计
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(???????????? ?????? ,?? ?? 230022)
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????? : TK414. 2 ????? :A ???? :100325060 (2007) (Sup)20038205
The design of cooling system for l ight2duty tr uck
HUANG Huan2guo
(Commercial Vehicle Research Inst itute ,An hui Ji anghuai Automobile Co. , Ltd , Hef ei 230022 , China)
Abstract :A s the development s of diesel engine move toward high speed , big power and high effi cien2
cy , the demamds for it s cooling syst em become more amd more impo rt ant . The matching of cooling
system wi th the engine ha s di rect impact on the life2spa n , a nd work efficiecy of the e ngine. So prope r
ma tching of the cooling syst em wi th the e ngine i s a primar y i ssue. The paper mainly int roduces the
design principles , matching methods and proce ss of the cooling sys tem for a light2duty t r uck . Based
on the desigh of the cooling syst em for a light2duty t ruck , the sel ection of radiator and fan to match
with the cooling syst em is al so weighed a nd calculat ed.
Key wor ds : radiator ; matching ; wa ter cooling syst em
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: 2007 11 01 :2007 11 2
: 1977 - .
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5
115
68 . 5
170
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????/ kPa
?????/ (W ?m - 2 ??- 1)
100
52. 7
140
81. 7
13. 8
205
99 . 6
225
???/ kW
????/ kPa
?????/ (W ?m - 2 ??- 1)
150
53. 2
150
89. 4
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112 . 7
260
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/ (r ?min - 1)
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/ (N ?m)
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/ (g?kW - 1 ?h - 1)
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/ kW
1 1 000 137 233. 7 14. 2
2 1 200 162 225 20. 2
3 1 400 179 215. 6 26
4 1 600 187 212. 5 31. 3
5 1 800 193 206. 2 42
6 2 000 199 209. 3 45. 4
7 2 200 202 211. 5 49. 9
8 2 400 200 215. 4 54
9 2 600 198 211. 3 57
10 2 800 195 207. 2 60
11 3 000 192 226. 3 63
12 3 200 188 233. 7 65
13 3 400 183 231. 2 67
14 3 600 177 238. 2 68
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???? 8 ? ,????? 48 mm , ????
1. 12。???????? 5 ??。
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n = 5 400 n = 4 900 n = 4 400 n = 3 900
??/ (m ?s - 1) ??/ k Pa ??/ (m ?s - 1) ??/ k Pa ??/ (m ?s - 1) ??/ kPa ??/ ( m ?s - 1 ) ??/ k Pa
1 0 . 9 2 . 792 0. 82 2 . 292 0 . 725 1. 85 0. 65 1 . 45
2 1 . 19 2 . 433 1. 083 1 . 979 0 . 963 1. 6 0. 85 1 . 25
3 1 . 4 2 . 208 1. 267 1 . 833 1 . 138 1. 463 1. 025 1 . 15
4 1 . 583 2 . 042 1. 433 1 . 686 1 . 3 1. 35 1. 14 1 . 063
5 1 . 707 1 . 896 1. 55 1 . 55 1 . 38 1. 25 1. 25 0 . 955
6 1 . 833 1 . 813 1. 665 1 . 496 1 . 5 1. 175 1. 325 0 . 925
7 2 . 067 1 . 667 1. 875 1 . 375 1 . 688 1. 1 1. 5 0 . 863
8 2 . 17 1 . 438 1. 975 1 . 188 1 . 775 0. 95 1. 575 0 . 75
9 2 . 267 1 . 25 2. 05 1 . 038 1 . 85 0. 825 1. 638 0 . 65
10 2 . 367 1 . 125 2. 15 0 . 925 1 . 925 0. 75 1. 725 0 . 6
11 2 . 6 0 . 958 2. 375 0 . 775 2 . 125 0. 638 1. 9 0 . 5
12 2 . 967 0 . 686 2. 7 0 . 575 2 . 415 0. 45 2. 15 0 . 363
13 3 . 17 0 . 5 2. 888 0 . 425 2 . 588 0. 338 2. 3 0 . 263
14 3 . 3 0 . 35 3 0 . 288 2 . 688 0. 238 2. 388 0 . 175
15 3 . 58 0 . 125 3. 265 0 . 05 2 . 925 0. 038 2. 6 0 . 025
? : n???? ,??? r/ min。
1. 4 ??????
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1 . 12
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105
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45
30
15
0
0. 408
0. 766
1. 283
1. 606
1. 663
1. 862
2. 077
2. 18
2. 401
1 801
129. 8
120
90
0
30
0
0. 539
1. 084
1. 981
2. 327
2. 59
3. 094
2 260
163. 6
150
120
90
60
30
0
0. 931
1. 72
2. 906
3. 361
4. 093
4. 4
4. 996
3 000
100
90
60
30
0
6. 54
6. 87
7. 625
7. 931
8. 794
3 277
232. 5
210
180
150
120
90
60
30
0
1. 896
3. 923
5. 706
6. 915
7. 386
8. 442
9. 152
9. 64
10. 509
3 616
258. 8
240
180
120
60
0
2. 418
4. 15
8. 05
9. 555
11. 202
12. 746
3 842
274. 9
240
180
120
60
0
2. 674
5. 984
9. 657
11. 009
12. 598
14. 444
1. 5 ???????????
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????????? 1. 5 m/ s ;??????
4 032 r/ min? ,????????? 2. 5 m/ s。
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1. 6 ?????????????
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?????? ,??????????????
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? 3 ????2????????
?? 3 ??? ,?????? 2 464 r/ min
? ,????????? 62. 5 L/ min ;????
?? 3 600 r/ min ? ,???? 115 L/ min。
1. 7 ???????????
?? 2 ?????????????? 3 ,
??????????????????? ,?
? 7 ??。
? 7 ????????
???
/ (L ?min - 1)
????/ ( W ?m - 2 ??- 1)
??? ???
50 77 99. 5
100 106 121
150 119 . 5 138
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??????? ,???? 62. 5 L/ min ,????
?? 114 W/ (m2 ??) ,??????? ,????
115 L/ min ,??????130 W/ (m2 ??) 。
8 ????????
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14 ?? ??? :????????????
2
2 2 4 4 r/ min
1.
2
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? 8 ??????
???
/ (L ?min - 1)
???/ ( kJ ?h - 1)
??? ???
50 86 400 10 800
100 97 200 124 200
150 104 400 133 200
?? 8????????????? ,??
??????? ,???? 62. 5 L/ min ,???
? 89 280 kJ / h ; ???????? ,????
115 L/ min ,???? 131 400 kJ / h。
1. 9 ???????????
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? ≥?????? ,????????????
????????。
2 ???????
??????????????? ,???
???????????????。?????
??????????????? ,?????
????????????? ,? :
??????ΔT′≤??????ΔT
2. 1 ε2NTU ???????
ε2NTU ? Effective Nuber Of Heat Transfer
Unit ???。NTU ???????“????
???”?????? ,??????
ΔT′= Qwεmin ( Cw , Ca) (2)
ε= 1 - 1
e
1 - 1
e
NTU 1 -
Ca
C
w
Ca / Cw
(3)
NTU = KA
min ( Cw , Ca) (4)
Ca = Cpa ?Ca (5)
Cw = Cp w ?Gw (6)
?? ,Qw ???????? ; Cw ??????
(Cw = Cp w ?Gw) ; Ca ??????? ( Ca = Cpa ?
Ga ) ; K ????????? ; A ???????
? ? ; Cpw ? ? ? ? ? ? , ? ? ?
4. 186 8 kJ / ( kg ??) ; Gw ? ?? ? ?? ? ?
(Gw = Vw ?γw ?Cpw ) ;Vw ??????? ;γw ?
?????? ,??9 506 ; Cp a??????? ,
??? 5 ( ??) ; G ???????
? (Ga = V a ?γa ?Cpa ) ;Va ???????? ;γa
???????? ,? 11. 7 [4 ]6。
? ( 2) ?? ( 4) ???????????
ΔT′,?? 9 ??。
? 9 ??????ΔT′
? ? ??? ???
NTU 0. 601 7 0. 372 9
ε 0. 324 8 0. 252 5
ΔT′/ ? 30 . 4 32. 6
2. 2 ??????????
????????????45 ??? ,??
????????????????? 100 ?。
???????????? 82?95 ?? ,???
????、????????。?? ,?????
????????ΔT ? 37?50 ????。
?? ,????????????? ,???
?????????2???? ,???????
????????????????? ,???
?????????。???????????
??????10?15 ?。?? ,???????
????????ΔT′t = 30. 4 + (10?15) = 40.
4?45. 4 ?<ΔT = 50 ?,??????????
??? ΔT’e = 32. 6 + ( 10 ? 15 ) = 42. 6 ?
47. 6 ?<ΔT = 50 ?,????????。
???????????? ,?????? ,
???????????? 51 ?。
3 ? ?
???????? ,??????????
? ,???????????????????
???? ,???????????????。
? ? ? ?
[1 ] 《??????》????? .?????? ????[ M ] .
?? :??????? ,2001 :181 - 191 .
[2 ] ???. ??????????[ M ] . ??? :?????
??? ,2005 :443 - 451 .
[3 ] ??? . ???? [ M ]. ? 3 ? . ?? :??????? ,
2003 :16 - 18.
[4 ] ????. ?????? [ M ] . ?? :??????? ,
1997 :23 - 36.
(???? ???)
24 ???????? (?????) ? 30 ?
1. 00 kJ/ kg a
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