基于FLUENT的PTC加熱器工藝參數(shù)優(yōu)化及其數(shù)值模擬.pdf

1、PTC電加熱器是指采用具有正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient)的熱敏材料作為加熱元件的加熱器，具有熱阻小、熱轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，廣泛地使用于家用電器，電力設(shè)備等領(lǐng)域。電動汽車的行駛主要依靠電能，無法通過發(fā)動機獲得足夠的余熱來采暖，不能沿用傳統(tǒng)燃油汽車的空調(diào)系統(tǒng)來制熱，在開發(fā)電動汽車同時必然對其配套的供暖系統(tǒng)進行研制。論文以電動汽車PTC水暖加熱器為研究對象，通過熱能量傳遞和能量守恒方程分析了進出口

2、水流速度、溫度變化規(guī)律，利用流體動力學(xué)軟件Fluent對PTC水加熱器工作過程中內(nèi)部流場進行三維數(shù)值模擬，最后運用正交試驗法對實物進行實驗分析，對比模擬與實驗數(shù)值，驗證數(shù)據(jù)的可靠性，為PTC運行初始工藝參數(shù)優(yōu)化提供了科學(xué)指導(dǎo)和理論基礎(chǔ)。
　　本文將FLUENT流體分析軟件對電動汽車的PTC水加熱器進行流體分析，通過對PTC水加熱器工作過程中溫度場、壓力場和速度場進行動態(tài)數(shù)值模擬分析和研究，進一步改進和優(yōu)化PTC水加熱器的結(jié)構(gòu)和運行

3、參數(shù)，通過對比不同湍流強度和速度的條件下PTC水加熱器的內(nèi)部流場，得到了PTC水加熱器的溫度場、速度場和壓力場的變化規(guī)律和影響因素。以廠方提供的湍流強度40％、速度0.8m/s、初始溫度35.8℃進行了初始方案下的模擬分析。模擬結(jié)果表明，由于PTC水加熱器的槽壁具有的厚度不均，初始方案下的加熱效果較差，加熱速度較慢，模擬中的加熱情況與實際結(jié)果比較吻合，驗證了流體分析軟件FLUENT的模擬分析結(jié)果的可靠性，縮短了新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低了實驗

4、材料成本，具有一定的參考價值。
　　本研究為解決PTC水加熱器加熱效果不明顯的情況，以溫度場、壓力場和速度場三變量參數(shù)進行模擬實驗。通過各組模擬實驗結(jié)果的對比和分析，確定出最佳方案:湍流強度60％、速度1m/s和初始溫度38.8℃。將初始方案與最佳方案的模擬結(jié)果對比分析可知:較高的湍流強度、水流速度和初始溫度可以加快水流的速度，可以在同樣的時間內(nèi)傳遞更多的熱量，使加熱效果更好。
　　最后，進行了PTC水加熱器的實驗，該實驗通