汽车前照灯温度分布的热能分析和灯泡的热能转移过程



汽车前照灯温度分布的热能分析和灯泡的热能转移过程

全负荷条件下，研究了前照灯表面的温度分布和热传递系数，确定了预测的温度值，然后将温度范围和热传递系数与以往的数据进行比较。热分析所用灯源有：1个高低梁的H4灯泡、1个转向指示灯的PY 21W灯泡（黄灯）及1个定位功能的W 5W灯泡，这些灯泡的功率分别为75、24、6W。这些前照灯材料包括聚碳酸酯透镜（PC）、PP TD40外壳、块状模塑料（BMC）反光镜和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）遮光板。

试验和仿真分析前照灯由于使用塑料材料和承受的热负荷大而产生的热变形。试验考虑了热辐射和共轭效应，得到速度和温度分布以及可能的热点，确定凝结区域。计算出灯泡的努塞尔特数分布并进行对比，发现自然对流中相对重要的传热系数变大。

研究得出以下结论。

（1）CFD是汽车前照灯在热辐射和共轭效应条件下的重要分析工具，利用CFD可以确定前照灯可能的热点和凝结区域。

（2）热辐射对前照灯的热传递系数影响很大，这是因为灯泡内钨丝温度很高。

尽管前照灯的外壳几何体很复杂且处在非等温表面的条件下，但经仿真分析仍然能够获得理想的长等温圆柱体的热传递特性。

刊名：Heat Mass Transfer（英）

刊期：2014年第50期

作者：K. Furkan Sokmen et al

编译：陈飞