轮式装载机冷却组性能影响的风洞试验

试验结果与分析
    3.1　试验结果
    1)间距对冷却组换热能力的影响.为研究对象,热侧介质温度、压力、流量调整到发动机最大功率点时的参数,改变冷却空气风速,对不同间距产生的影响进行风洞试验.结果如图4所示,随着间距的增大,换热能力呈增强趋势.
    2)间距对冷却组压降的影响.由图5可以看出,换热单元之间的距离对冷却组的压降也有较大影响.随着间距的增大,冷却组压降随间距的增加而降低.
      
    3.2　结果分析
    作者曾对多种风冷式散热器进行过热平衡测试,结果发现在散热器下风侧进行温度测量时,如果测温点距离散热器较近,则测温面测得的气温很不均匀,变化较大,热平衡偏差超过50%甚至达到数倍之多;而将测温面远离散热器一定距离后,测温面上各点的温度数值比较接近,热平衡可以控制在±5%以内.这说明在风速较快时,空气横掠散热带,靠近散热带表面的空气被加热,远离散热带表面的空气温度则相对较低,空气在流通截面上温度呈高低交错状态分布;又由于冷却组散热器间距大都较小,空气在经过前排散热器后尚未充分混合均匀,就进入后排散热器的散热带,这时如果低温部分空气流经散热带表面,则经过第二排散热器后流通截面冷却空气温度会变得比较均匀;若是高温部分气体再次掠过散热带表面,则会导致流通截面上温差的进一步拉大.由于高温气体相对低温气体冷却能力较差,这种状况会大大降低空气的冷却效果.但随着散热器间距的加大,经过前排散热器的空气就有一定的空间进行混合,间距越大,混合得越均匀,也就越有利于与后排散热器进行热交换.
    从压降角度来看,散热器间距较小时,经过前排散热器的空气在流通截面上速度分布也是不均匀的.靠近散热带表面的部分由于边界层黏性阻力作用,速度相对较低;远离散热带部分空气速度相对较快.如果速度较快部分空气直接冲击后排散热器,会产生很大阻力.而当散热器间距加大后,空气在流通截面上不但温度变得均匀,速度也会变得均匀,因而在经过后排散热器时压降就会降低.这就是随着间距加大,冷却组压降会降低的原因.
    当然,间距也不可能无限增大,一是因为间距大到一定程度,冷却空气的温度与速度均达到了均匀状态,距离继续增大也不再产生积极作用;另外空间的局限性也使得间距的增大只有在一定限度内才具有可行性.
    4　结　语
    以某型装载机冷却组为研究对象,通过大量风洞试验,研究了换热单元间距对冷却组换热与阻力的影响.结果表明,冷却组间距的适当增大对于节能降耗效果将十分显著,这对空间布置相对宽松的工程机械来说具有很强的操作性和很高的实用价值.这虽然是对某一型号装载机冷却组进行研究的结果,用于其他型号装载机冷却组时在数值上会有差别,但从定性角度而言,间距的增大均会产生节能效果.