توسعه روابط عملکردی کندانسور خودرو بر اساس شبیه سازی عددی و طراحی آزمایش

در مطالعه حاضر عملکرد حرارتی سمت هوای کندانسور (مبدل حرارتی فشرده) خودرویی در حالت سه‌بعدی و بر اساس طراحی آزمایش (doe)، شبیه‌سازی عددی شده است. بدین منظور مطالعه و بررسی بر پارامترهای هندسی موثر همچون گام پره، گام لوورها، زاویه لوورها، ارتفاع و عرض پره و تاثیراتشان بر عملکرد حرارتی کندانسور معطوف شده است.  برای پارامترهای موثر بر عملکرد مبدل حرارتی فشرده از جمله ضریب انتقال حرارت سمت هوا و افت فشار استاتیکی و دیگر پارامترهای حرارتی بر اساس طراحی آزمایش، روابطی استخراج شده است که با کمترین خطا، هزینه محاسباتی را کاهش می‌دهد. نتایج به‌صورت کمی نشان می دهند که با افزایش طول پره، زاویه و گام لوور و همچنین کاهش گام پره، میزان انتقال حرارت تا حدود 42% افزایش می یابد. همچنین نتایج مربوط به مشخصه های انتقال حرارت و افت فشار نسبت به نتایج عددی اخیر برای دفع حرارت تا 8.1%، برای ضریب انتقال حرارت به‌طور میانگین تا 5% و برای افت فشار تا 10.5% بهبود یافت. علاوه بر موارد هندسی، مطالعات پارامتری از جمله اثر دمای محیط، دمای دیواره حرارتی کندانسور و سرعت خودرو بر عملکرد حرارتی و افت فشار خودرو نیز بررسی گردیده است.

Automotive Condenser Operational Relationships Development Based on Numerical Simulations and the Design of Experiment

In the present study, the thermal performance of the airside compact heat exchanger of an automotive condenser in the threedimensional model has been numerically simulated based on the design of experiment (DOE). For this purpose, the effective geometrical parameters such as fin pitch, louvre pitch, louvre angle, fin height and fin width and their effects on condenser thermal performance are studied and investigated. Finally, for parameters effective on the compact heat exchanger operation, such as airside heat transfer coefficient, static pressure drop and other thermal parameters, relationships are extracted based on the design of experiment which decrease the computational cost with the least error. The results show quantitatively that by increasing the fin length, louver angle, louver pitch and decreasing the fin pitch, the heat transfer rate increases by about 42%. Also, the results show that the heat dissipation, heat transfer coefficient and pressure drop, have improved by 8.1%, 5% and 10.5% respectively compared to recent numerical results. Eventually parametric studies including the effect of ambient temperature, condenser wall temperature and vehicle speed on thermal performance and pressure drop are presented.