客车空调冷凝器数值分析与结构优化

章嵩松

(上海加冷松芝汽车空调股份有限公司，上海 201100)

随着客车技术的发展，对客车空调结构设计和性能的要求越来越高［1］。蒸发器和冷凝器是空调的重要组成部分，而空气侧气流分布的均匀性是影响其性能的重要因素之一［2－4］。

关于换热器性能与气流均布性的研究［5－10］有很多，而采用CFD技术已经成为一种重要的手段。本文利用Fluent软件对某客车空调冷凝器的气流分布进行分析，利用风速相对偏差均值作为气流均布性的评价标准，在此基础上提出不同的结构优化方案，以改善芯体的气流均布性。

1 原方案模拟计算

1.1 建立模型

该冷凝器双侧对称，故对冷凝器的一侧建立1∶1的二维模型并进行模拟计算，一方面减小计算量，另一方面有利于结构优化，大大缩短设计周期。在模型简化中，尽量保留对内部流场产生影响的内置构件，如风机壳、芯体支架、导流肋等。简化的冷凝器二维模型如图1所示(图中尺寸单位为mm)，其中风机采用送风的形式，长度为160 mm，出风口半径为810 mm，弧长为390 mm，导流肋与芯体支架间距L=280 mm，导流肋高度h=25 mm，跨度为60 mm，采用管片式芯体，芯体管为6排24列。

图1 简化的冷凝器二维模型图

1.2 网格划分与边界条件

模型采用四边形结构化网格，网格尺寸为2 mm，芯体区域网格进行加密处理，芯体管周围建立5层边界层，层高为0.1 mm，网格总数为89 257个，节点总数为84 307个。风机送风口采用速度进口，均匀送风，风速为7～15 m/s，采用标准κ－ε双方程湍流模型，湍流强度为4%。出风口采用压力出口，表压为0 Pa。……