冷卻系統設計
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
冷卻系統設計的視頻教程
基于hypermesh的【整車模型搭建12】——冷卻系統
系列課程鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11561 課程介紹： 冷卻系統主要分成3個部分，分別是風扇，水箱和散熱片。風扇的轉軸是剛體。因為發動機外表面不規則，如果和水箱接觸可能發生穿透，計算過程中也容易出現負體積等錯誤，所以水箱用實體單元模擬，外面包一層共節點的殼單元。散熱器用殼單元模擬。
￥39.9 19分鐘 234播放
查看
冷卻系統設計的實例教程
在當今的汽車領域，許多系統和零部件在設計過程中都需要進行計算流體力學(CFD)分析來確保其最佳的性能、可靠性、成本和上市時間。這些系統和零部件有可能是結構件，也有可能是電子元件，或者兩者皆是。CFD分析是系統設計的三大方法之一。除此之外，系統設計中還有一種方法是制作物理樣機，測試物理樣機，之后對設計進行優化改進，并且需要重復這個過程，這種方法花費極為昂貴和并且十分費時。還有另外一種方法就是過度設計，這會帶來“安全”的解決方案，但可能成本效益較低，而且可能對想在窄帶寬中運行的系統的性能造成損失。在設計早期和整個設計過程中將“虛擬樣機”結合CFD分析，能以較低的成本（更少物理樣機）提供最優化的系統，并讓系統更快上市。
復雜汽車系統中非常有代表性的例子是發動機和潤滑油冷卻系統。說它復雜是因為它不僅包含冷卻液輸送管道系統，還包含能真正使發動機冷卻的發動機冷卻水套等零部件。讓我們來探討這一設計過程能如何進展以及CFD工具如何用于優化這一系統。
關鍵的工具選擇
假設我們為一家正在開發新汽車模型的汽車公司工作，但我們希望使用經過多年驗證的可靠發動機。我們必須設計一種新的冷卻系統，它將使用這種發動機，但要求發動機和車廂具備新的管道系統。我有兩種CFD分析工具，其中一種能用于分析管道系統，可視為一維（指流體在冷卻液管道中單向流動）分析。另一種三維工具能分析復雜流體流動和熱交換的零部件。所要設計的系統明顯是一維管道系統和三維復雜零部件的結合，我該用哪種CFD工具來分析這個系統呢？
仿真分析一維工具明顯比三維工具快得多，但在模擬復雜的水套時準確度不夠。但如果我們只使用三維CFD工具來分析整個系統，我們可以得到我們需要的準確結果，但仿真計算時間將會太長，從而不能實現利用數種設計方法進行虛擬實驗的目的。
展開 隨著汽車對要求發動機的功率也不斷提高，其體積和散熱量也相應增加，但是在汽車整車總布置中，在有限的發動
機艙的空間里，隨著許多附加熱交換器（例如中冷器、變速器機油冷卻器、發動機機油冷卻器、空調冷凝器和助力轉向機油冷卻器）的安裝，散熱條件越來越糟糕，留給散熱器的空間也越來越小。因此設計一個可靠和高效率的發動機冷
卻系統，用最小的散熱器將發動機增加的熱量散發到周圍空氣中去，在汽車整車開發過程中變得更加重要。Kuli 是一個不錯的設計和仿真軟件，本帖則將介紹如何利用Kuli設計發動機冷卻系統的過程和方法。
1 發動機冷卻系統的建模
以一貨車的冷卻系統的設計過程為例，介紹應用仿真計算方法在Kuli 軟件中比較和確定冷卻系統的設計參數。該貨車發動機的冷卻系統屬于強制循環水冷系統。
1.1 發動機冷卻系統的模型
根據貨車的結構形式，設計了格柵、散熱器、機械風扇、內部壓降（在Kuli 軟件中為內部阻力模塊，Built-in resistance）和出口壓降（在Kuli 軟件中為CP-Valve 模塊，Built-in resistance）仿真模型，這些模型主要包括三類信息：
（1）部件外形尺寸和位置參數；（2）流體模型，主要涉及到內部流動流體（冷卻液）和外部流動流體（空氣）的壓力損失特性；（3）部件的傳熱特性。以下主要以入口壓降、風扇和內部壓降模型為例介紹發動機冷卻系統的建模技術。
圖1 發動機冷卻系統的仿真模型
1.2 入口壓降模型
入口壓降模型在Kuli 軟件中用CP 閥模塊表示，它有相對方法、絕對方法和總壓力方法3種方式計算壓力差。其中用相對方法計算壓降的模型如下：
△p = cp× ρ/2 ×（v∞-vin）2 （1）
其中：cp———系數，取值0.9；ρ———空氣密度；v∞、vin———汽車格柵前、后空氣速度。
展開 冷卻系統設計影響熔膠固化過程及塑料產品翹曲變形，并且冷卻時間占總周期時間70%-80%。因此，一個良好的冷卻系統，可以大幅縮短塑件成型時間，幫助增加生產效率及成品質量。更進一步來說，良好冷卻系統提供了均勻冷卻環境，能夠讓幫助塑件均勻收縮，減少翹曲溫度，并能確保熔膠能夠順利充滿模穴之中。
冷卻系統圖解
透過冷卻系統機制，塑件熱量持續地被冷卻液及空氣帶走，直到塑件溫度低于頂出溫度，就能讓塑件頂出。頂出后的塑件仍持續會被空氣溫度影響，直到與空氣溫度相同。剛開始前幾個周期，模溫會受到熔膠影響，讓模具溫度變化會較為劇烈，直到周期數目夠多之后，模溫會近似穩態變化，單一周期內變化幅度不超過攝氏5度甚至更少，因此，可以把模溫以周期時間平均，視為穩態溫度。然而，在模溫變化較為劇烈的特殊制程，例如變模溫制程，單一周期內有很大溫度變化振福，此時就不能把模溫視為穩態溫度，而必須要以瞬時方式觀察每一個時間變化。
典型的模溫變化周期
此外，當塑件冷卻到頂出階段時，其溫度應低于材料熱變形的溫度 (deflection temperature)，如此才可以避免變形的發生，否則，有可能因為脫模時的外力而發生殘留應力的釋放，或翹曲變形等嚴重的問題。
在現實中，模溫呈現穩態周期性變化，冷卻分析模塊可以周期平均方式仿真穩態溫度，也可以瞬時方式模擬模溫每一個時間變化。
典型模溫變化周期
Moldex3D/Shell-Cool主要應用Fast Finite Element(FFEM)作為主要冷卻計算架構，以2.5D薄殼模型為基礎再配合2.5D Hele-Shaw流動模型作為填充結果，透過幾何轉換對應3D網格以進行3D冷卻分析，相對于傳統邊界元素法(Boundary Element Method, BEM)，FFEM具有節省內存、計算快速準確、容易收斂…等優點。
展開 泵是否需要冷卻水，哪些部位需要冷卻，冷卻水耗量多少，這和介質溫度、泵型等有關，以下給出一般的設計思路和基本考慮方法，具體應用時應以泵的實際工況參數和泵廠經驗確定。
泵是否需要冷卻水，哪些部位需要冷卻，冷卻水耗量多少，這和介質溫度、泵型等有關，以下給出一般的設計思路和基本考慮方法，具體應用時應以泵的實際工況參數和泵廠經驗確定。
一、冷卻水管路系統設計條件
API標準要求冷卻水管路系統的設計應符合以下要求：
賣方提供的冷卻水管路系統還應符合具體過程項目的冷卻水過程條件，我國某石化裝置的冷卻水公用工程條件如下(供參考)：
二、冷卻水管路系統布置
除另有規定外，冷卻水管路系統的總管和每一支管均應設置必要的進口閥和出口閥，且每一冷卻水出口管道上應設流量視鏡。冷卻水管路布置應符合表的規定，賣方在技術報價時應明確冷卻水管路系統的方案。
三、泵冷卻水管路方案的選擇
1.輸送介質溫度低于120℃的，通常不設置專門的冷卻系統，多采用本身介質來潤滑和冷卻，對于易結晶或含有顆粒的介質應配有密封面沖洗管路(設計時均留有接口)。
2.輸送介質溫度高于120℃時，應考慮是否需要對軸承箱進行冷卻，冷卻水管路系統采用表中的方案A和方案K。
展開 
冷卻系統設計的相關專題、標簽、搜索
冷卻系統設計的最新內容
工程系統動力學、建模、仿真與設計：拉格朗日圖與鍵圖方法
工程系統動力學、建模、仿真與設計.epub
保存到收藏
英文 |EPUB（真實）|2021年 |217頁 |ISBN ：無 |20.4 MB
本書介紹了有效的系統建模方法，包括拉格朗日圖和鍵圖，以及相關工程軟件工具20-sim的應用。內容面向工程學生和該領域的專業人士，支持他們理解和應用這些建模
工程系統動力學、建模、仿真與設計：拉格朗日圖與鍵圖方法
工程系統動力學、建模、仿真與設計.epub
保存到收藏
英文 |EPUB（真實）|2021年 |217頁 |ISBN ：無 |20.4 MB
本書介紹了有效的系統建模方法，包括拉格朗日圖和鍵圖，以及相關工程軟件工具20-sim的應用。內容面向工程學生和該領域的專業人士，支持他們理解和應用這些建模
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結構簡單
<p><strong>引言</strong></p><p>火炮身管內壁的燒蝕、裂紋等疵病直接影響火炮使用安全性，Ф30~Ф85mm小口徑炮膛的檢測對設備的空間適配性、成像質量和三維測量能力提出嚴苛要求，而傳統內窺系統存在成像失真、適配性差、無法三維測量等痛點。Zemax作為全球領先的光學系統設計與仿真平臺，憑借建模、優化、像質評價與公差分析的全流程能力，成為攻克炮膛檢測內窺鏡光學系統設計難題的核心工具
附件下載
聯系工作人員獲取附件
概述
這篇文章介紹了如何在OpticStudio中對無焦系統 (Afocal System) 進行優化和設計。其中重點討論了什么是無焦系統，如何在角度單位下分析無焦系統，如何處理柱面無焦系統以及如何處理具有多個聚焦和無焦空間的系統。
介紹
嚴格來講，一個無焦系統的定義是指在系統中共軛物和共軛像都在無窮遠處。符合該定義的一個實例是激光擴束系統，其輸入和輸出光均為平行光
實驗目的
熟悉光纖通信系統的主要組成部分
掌握通信系統綜合設計的主要內容
實驗原理
NRZ、RZ調制格式，直接調制或者外調制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者 low pass gauss filter。選擇的理由如下： 選擇NRZ調制格式，因為經NRZ調制的光信號具有緊湊的頻譜特性，調制和調解結構簡單，在10G和一部分40G
填寫完對光學系統的設計技術要求之后就可以在窗體右側的繪圖框內繪制光學系統方案草圖。繪圖框的基本尺寸默認為一張橫排的A4圖紙。如果根據系統總體尺寸的要求需要調整繪圖框圖紙圖幅的尺寸，可以利用界面是文字框從 “圖幅選擇”中選擇，點擊“圖幅選擇”后會出現一個下拉式菜單，從中選擇所常用的圖幅尺寸代號，如果不滿足還可以選擇“自定義”，給定需要的橫向尺寸和縱向尺寸，如圖3-1。如果需要調整圖紙橫排或豎排的形式
激光引導無焦系統的分析與設計1個月前
[圖片]
打入式斷續變焦光學系統的固定組就是一般定焦系統的物鏡，需要獨立矯正像差。活動組一般由正負兩組透鏡組成。在變焦過程中一般遵循系統相對孔徑不變原則。在分配活動組兩組透鏡的焦距時有兩種求解方法，一種是根據前活動組位置及后組位置先求出光線M1M2，很容易得到兩組份焦距值；
A) 會聚光路中打入型變焦系統設計
多組轉換型變焦系統可以實現多檔斷續變焦。設計時同時設計多重可打入活動組，在打入時隨意轉換。多組轉換型的活動組可以放置在會聚光路中也可以在平行光路中。選擇在平行光路中，可利用活動組的無焦性來回倒置獲得放大縮小兩種不同變焦效果。
?
