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鄒平,牛貝貝,張成.CFD方法的汽車空調風道結構優(yōu)化[J].汽車零部件,2021(08):55-58. 摘要: 利用 CFD 方法對某車型空調風道內流場進行了仿真分析, 通過對其流動過程的分析尋找出空調風道結構中存在的風量 分配不均等問題, 對汽車空調風道進行了結構優(yōu)化。

今天在新韶光電熱看到了風道式電加熱器，現在讓小編帶大家來看看吧。 風道式電加熱器用于工業(yè)風道、空調風道與各行業(yè)空氣通過對空氣的加熱，提高輸出空氣的溫度，一般在風道橫向開口插入。根據風道工作溫度分低溫、中溫和高溫;根據風道內風速分低風速、中風速和高風速。

現在市面上很多燃燒器是三風道四通道的結構， 風速不穩(wěn)定，易產生峰值高溫，河南匯金的燃燒器是四風道五通道的設計，四風道從內到外分別是外軸流風道、煤粉通道、旋流風道、渦流風道，每個風道的風速都可以無級調節(jié)，對于燃燒器的一次風、二次風，包括三次風都可以完美利用，不浪費燃燒器形成的任何熱能余溫，而且多風道多通道的設置也可以促使煤粉更充分的燃燒，所以也能降低煤粉消耗，達到節(jié)能環(huán)保的效果。

頂蒸風管不同于前吹面風管，氣 流從風管進入風口后，在風口空腔中要經過 90°向 轉角才能吹入乘員艙，這會出現風口出風不均勻的 現象，嚴重時甚至會出現風口一半以上區(qū)域無風的 現象，從而導致乘員艙整體制冷效果不佳，影響乘 員艙舒適性以及駕乘體驗 [2] 。龔繼如 [3] 通過仿真和試驗相結合的方式分析了 風道壓力對空調風道出風均勻性的影響，但并未研 究風口結構對出風均勻性的影響。

2 設計方案結果分析2.1 除霜模式下出風口風量分配除霜風道各出風口的風量分配對擋風玻璃上速度分布影響很大，因此，在設計除霜風道時，將各出風口的風量分配作為一項重要的設計目標進行控制。表2為除霜模式下各風管流量分配的結果，由表2可以看出，除霜模式下，從吹腳和吹臉風道泄露出的流量約占總流量的68.72%，用于除霜的風量較小。

“風洞試驗已經引領了風工程領域，但它正在開始被取代通過計算機模擬。通常，這兩種方法的研究和開發(fā)是分開進行的，但我們的團隊合并了這兩種以捕捉兩者的優(yōu)點，“松山先生解釋道。 圖3. 聯(lián)合風洞測試圖4. 使用scSTREAM整體分析地面周圍建筑表面的速度和壓力分布圖5.

表2 方案一和方案二的仿真溫度對比3.2.2 風道高度對散熱效果的影響導風筋可將進風聚集至散熱片，構成散熱片專用風道，同時聚風板可將進風聚集到線圈盤上表面與微晶面板下表面之間的間隙處，構成線圈盤專用風道，當進風流經該風道時，不僅可為線圈盤散熱，還可有效隔絕來自微晶面板的輻射傳熱。

結合不同風況（主風向、風向頻率），精確模擬氣流通過開窗或特定通風系統(tǒng)（如通風塔、雙層幕墻風道）的路徑與流量，評估通風效率、空氣齡、污染物擴散路徑。指導建筑形態(tài)與開窗策略設計、中庭設計、通風口布局、機械輔助通風系統(tǒng)配置，確保室內空氣質量（IAQ）達標，尤其在人員密集場所（交通樞紐、醫(yī)院）。

本文主要介紹了在某車型的除霜系統(tǒng)的開發(fā)過程中，利用 CFD 軟件 STAR-CD 對其進行了穩(wěn)態(tài)情形下的全熱除霜模式下的 CFD 分析，得出了除霜風道各出風口的風量分配，風道和乘客艙內的速度矢量和壓力分布，特別是前擋風玻璃和前側窗上的速度矢量圖。根據 CFD 分析結果，提出風道設計的改進建議，并根據修改方案修改除霜風道數模，最終得到了滿足設計要求的除霜系統(tǒng)。

隨著擋風板高度的增加，位于來流上游的98、97號風道，流量也隨之增加，這與流體運動定性判斷一致； 在其高度低于10mm時，100號風道流量均較小，容易形成局部過熱，這與電廠實測數據是一致的：熱點出現在100號風道的兩側，即100或101檔鐵心軛部； 擋風板高度不宜過大：如擋風板高度增加到30mm時，邊段101、102號風道的流量會急劇下降； 部分風道流量為負值

吳金玉通過FLUENT對某款車型的HVAC及風道內部的速度場和壓力場進行CFD分析，評價HVAC的結構設計是否合理，空氣流過時是否會產生偏流或渦旋等不利現象，分析風道內部結構對風量分配和送風量的影響并提出優(yōu)化方向。葉立對HVAC制熱除霜模式進行CFD模擬分析，并將模擬結果與實驗結果進行對比，結果相互吻合。

A.管路流動噪聲的實驗對標實驗對象是簡單的L形風道，矩形截面 。設置有閥門和無閥門兩種構型，實驗段入口風速為勻速7.5m/s，風道內是充分發(fā)展的湍流。實驗段上游采用變速風扇驅動氣流，通過串聯(lián)消聲器降低風扇噪聲。待測L形風道放置在消聲室內。在風道內 7 個位置用 1/4 英寸傳感器測量非定常壁面壓力波動。使用 PIV 裝置測量風道內時均流場結構。

文章來源：御風之道

結合不同風況（主風向、風向頻率），精確模擬氣流通過開窗或特定通風系統(tǒng)（如通風塔、雙層幕墻風道）的路徑與流量，評估通風效率、空氣齡、污染物擴散路徑。<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">指導建筑形態(tài)與開窗策略設計、中庭設計、通風口布局、機械輔助通風系統(tǒng)配置，確保室內空氣質量（IAQ）達標</strong>，尤其在人員密集場所（交通樞紐、醫(yī)院）。

3、擋灰板：對風道或少塵的管道可以不采用，對多塵的煙道應采用檔灰板。 4、為減少波紋管的波節(jié)數，應考慮冷拉50%。 5、補償器適用于截面面積小于4.6平方米以及煙風道外形尺寸中有一邊小于1.5m但大于0.6mm的場合。標準全高型波紋補償器適用于所有的煙風道。

具體為通過熱管將設備運行發(fā)出的熱量傳導至位于風道中的散熱片。風道中的風扇從外部抽風對散熱片進行冷卻。使用將風道進行隔離的設計，雖避免了灰塵對設備元器件的損害，但在機柜長時期使用后，風道內的散熱片鰭片和風扇的葉片上仍然會堆積灰塵，因此需對其進行定期清理。

由圖1所示，經過計算流體力學(CFD)分析后確定下來的強制冷卻方式為:風道入口布置在車廂內第三排座椅下，通過冷卻風道引入電池后箱，靠近后箱進口處電池通過引風板迫使氣流下行，后箱再通過8個膠管與前箱相連，熱空氣由布置在發(fā)動機艙的鼓風機通過4個膠管從前箱抽出來，排入到大氣中。自然冷卻方式是取消電池冷卻風道、鼓風機，后箱入口、前箱出氣口封堵，電池箱內結構和強制冷卻相同。

2.1.2 隔離式防塵設計隔離式設計指將鈑金機柜的風道單獨隔離出來，使空氣無法進入機柜內部設備電氣元件所在的腔體。該設計方式通常用于加固型鈑金機柜，防塵等級可達 IP6。機柜的密封部位設計通過彈性密封材料和密封膠實現。機柜的散熱設計，一般采用強迫風冷。具體為通過熱管將設備運行發(fā)出的熱量傳導至位于風道中的散熱片。風道中的風扇從外部抽風對散熱片進行冷卻。

方案一為電池艙空調的出風和回風均為自由進出風；方案二在電池艙空調的出風口加裝專用風道；方案三是在方案二的基礎上，局部加上風機輔助出風，可實現遠離空調的柜體能夠均分空調吹出的冷風。3種方案的示意圖如圖1所示。

工作時， 含塵氣體由進風道進入灰斗，粗塵粒直接落入灰斗底部，細塵粒隨氣流轉折向上進入中、下 箱體，粉塵積附在濾袋外表面，過濾后的氣體進入上箱體至凈氣集合管-排風道，經排風機 排至大氣。 清灰過程是先切斷該室的凈氣出口風道， 使該室的布袋處于無氣流通過的狀態(tài)。