1 绪论 1
1.1 课题研究背景及研究意义 1
1.2 国内外的研究动态及发展趋势 3
1.2.1 换热器综述 3
1.2.2 强化传热技术进展综述 4
1.2.3 流体力学与换热器数值模拟技术的发展及应用 9
1.3 已有研究的不足和本书阐述的主要内容 10
1.3.1 已有研究的不足 10
1.3.2 本书阐述的主要内容 10
1.4 本章小结 12
2 整体针翅管混合管束滑油冷却器设计 13
2.1 新型纵流式混合管束滑油冷却器的提出 13
2.2 新型纵流式双流程混合管束滑油冷却器的研制 15
2.2.1 管板的设计 15
2.2.2 换热管束设计 15
2.2.3 流程的选取 17
2.3 工程应用设计 17
2.4 滑油冷却器封头的应力计算及对比优化 24
2.4.1 矩形封头强度设计理论计算 24
2.4.2 矩形平封头ANSYS计算 25
2.4.3 管壳式滑油冷却器圆球形封头ANSYS计算 29
2.4.4 管壳式滑油冷却器椭圆形封头ANSYS计算 30
2.4.5 平封头、圆球形封头、椭圆封头计算结果比较与分析 31
2.5 滑油冷却器壳体的应力计算 32
2.5.1 管壳式滑油冷却器壳体应力计算与强度校核 32
2.5.2 管壳式滑油冷却器壳体ANSYS计算 38
2.5.3 结果对比与分析 41
2.6 本章小结 41
3 流体要素测量 43
3.1 压强的测量 43
3.1.1 静压的测量 44
3.1.2 压强测量仪表 45
3.1.3 动态压强的测量 49
3.2 流速的测量 51
3.2.1 总压管 52
3.2.2 皮托管 53
3.2.3 三孔圆柱形探针 54
3.2.4 热线（膜）风速仪 55
3.2.5 激光测速仪（LDA） 57
3.3 流量的测量 59
3.3.1 体积（质量）流量计 59
3.3.2 文丘里流量计 59
3.3.3 喷嘴流量计和孔板流量计 61
3.3.4 涡轮式流量计 63
3.3.5 电磁式流量计 63
3.3.6 容积式流量计 65
3.4 温度的测量 66
4 实验系统与测量方法 69
4.1 实验系统 69
4.1.1 循环水系统 70
4.1.2 润滑油系统 70
4.1.3 电加热系统 70
4.1.4 控制系统 71
4.1.5 数据采集系统 71
4.2 实验前的准备 72
4.2.1 热电偶的标定 72
4.2.2 流量计的标定和调试 76
4.2.3 润滑油密度的标定 79
4.2.4 油、水入口以及水出口测温准确性的验证 80
4.2.5 差压变送器的标定 81
4.2.6 实验设备与系统的可靠性 81
4.3 实验条件 82
4.3.1 实验体 82
4.3.2 实验条件 83
4.3 实验方案和实验步骤 83
4.3.1 实验方案 83
4.3.2 实验步骤 85
4.4 本章小结 86
5 新型滑油冷却器传热及阻力性能实验研究 87
5.1 实验数据处理方法 87
5.1.1 滑油冷却器换热量的计算 87
5.1.2 传热系数的计算 88
5.1.3 当量直径的计算 90
5.1.4 雷诺数、努谢尔数及流动阻力系数的计算 90
5.2 新型滑油冷却器（简称T型）的换热性能分析 91
5.2.1 新型滑油冷却器（简称T型）的换热性能 91
5.2.2 T型滑油冷却器换热性能的影响因素 94
5.3 新型滑油冷却器（简称T型）的阻力性能分析 97
5.3.1 新型滑油冷却器（简称T型）的阻力性能 97
5.3.2 T型滑油冷却器的阻力性能影响机制分析 99
5.4 T型换热器放置方式的对比研究 100
5.4.1 T型换热器竖直和水平放置流程简图 100
5.4.2 T型换热器实验结果及分析 102
5.5 T型滑油冷却器的可视化研究 104
5.6 整体针翅管强化换热机制分析 110
5.7 本章小结 116
6 滑油冷却器传热及阻力性能的对比分析 117
6.1 滑油冷却器结构参数 117
6.2 M型与G型滑油冷却器性能的对比分析 120
6.3 T型与M型滑油冷却器性能的对比分析 123
6.3.1 T型与M型滑油冷却器传热性能分析 123
6.3.2 T型与M型滑油冷却器阻力性能分析 126
6.3.3 T型与M型滑油冷却器实验对比结论 127
6.4 T型与N型滑油冷却器性能的对比分析 127
6.4.1 T型与N型滑油冷却器传热性能对比分析 128
6.4.2 T型与N型滑油冷却器阻力性能对比分析 131
6.5 传热与阻力实验结果的回归分析 133
6.5.1 壳侧传热实验关联式 133
6.5.2 壳侧阻力系数实验关联式 133
6.5.3 T型与N型滑油冷却器实验对比结论 134
6.6 本章小结 134
7 整体针翅管滑油冷却器的CFD数值模拟 135
7.1 计算模型简介 136
7.2 算域几何模型及网格划分 138
7.3 基本假设及边界条件 140
7.4 计算结果及分析 141
7.4.1 滑油冷却器模拟仿真结果对比 141
7.4.2 针翅管滑油冷却器变工况计算 146
7.5 本章小结 148
结论 149
参考文献 151