热管路水路模块排气结构设计及影响分析
能源与动力工程资助企业: 联合汽车电子有限公司
企业导师: 王俊淞
指导教师: 王炜哲
项目成员: 袁俊鹏、刘嘉诚
项目概述
集成化是热管理重要发展的趋势。水路集成模块通过传递冷却液对电池,电机和乘客舱等部件进行换热,排气性能是其关键性能之一,在工作过程中会出现气泡融入或混入冷却液的情况,使冷却液换热效率降低,出现流阻增大等问题。因此为了能规避气泡对水路模块的影响,优化现有排气结构,能够引导气体进入到上端的含液容器结构,让尽量少的气体进入压缩机或在下个循环进入到水路模块中。此外,当温度升高、地面振动传递到管路,这些因素的影响,可能会造成气泡在正常随流过程中发生改变,需要研究外载对管内气液两相流动的影响。
主要目标
项目目标
在排气结构设计方面,采用离散项模型描述气相介质,并融合液相介质,进行气液两相的 CFD数值模拟。考察气液比、流速、颗粒直径、排气结构各项结构参数对排气效率的影响,提出针对实际工程中排气结构的优化措施。对于气液两相流动因素分析,针对典型的管路结构,建立三维几何模型,并进行合理简化。当温度发生变化时以及施加振动载荷时,开展CFD计算分析,分析总结温度和振动载荷因素影响下气泡液的流动规律。
项目成果
对热管水路模块中典型三维结构进行简化,使用DPM模型以及VOF模型完成了不同条件下的CFD计算,研究了气液比、流速、颗粒直径、排气结构各项结构参数对排气效率的影响,得出结论更低的流速和更大的气泡输入有利于气泡排出,提出针对实际工程中排气结构的优化措施。并研究外加载荷温度、压力对两相流的影响,开展气液两相流动过程中气泡的流动状态分析,得出结论温度变化会对气液两相的粘性及表面张力等物性参数产生影响,振动。