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随着压裂技术水平的提高和油气井的大规模开发,低功率压裂泵已逐步淘汰。大功率、超高压、大排量和智能化已成为国内外压裂车的主要特点。当满足这些条件时,压裂车的散热量同时也相应的增大,散热系统作为压裂车冷却系统的核心部分,其性能直接影响到压裂车的正常运行。目前,国内外学者对压裂车散热系统的研究较少,本文通过对压裂车散热器的研究分析,对散热系统内的散热器进行了参数化设计,分析了气—液板翅式散热器和气—液管片式散热器的传热特性和阻力特性,并对整个散热系统建立了完整的数学模型。基于压裂车散热系统的组成和散热器的结构特点,建立了压裂车液压油散、润滑油油散、传动箱油散、燃油油散、中冷水散热器和发动机缸套水箱的几何模型。基于工程传热理论,主要对散热器空气侧的传热进行了研究分析。根据计算流体力学(CFD)耦合技术,利用FLUENT,选择合适的热流固耦合方法,采用RNG k-ε模型对板翅式油散空气流道进行仿真分析,采用realizable k-ε模型对管片式水散的空气流道进行仿真模拟,分析入口速度、翅片节距、翅片厚度等因素对翅片的传热因子j和阻力因子f的影响,并引入了j/f1/3作为评价标准来衡量翅片的综合性能。运用MATLAB对FLUENT中得到的数据进行插值处理,从中选取最优结构参数,通过拟合曲线进行高次多项式求解,得到了各个油散和水散空气侧流道翅片的压降和换热系数的函数,从而选取最优的参数,提高整个系统的散热效率。基于优化后的两种散热器的结构参数,对整个压裂车的散热系统的热量传递进行分析,将板翅式油散和水散进行串联布置,分析安装间距对散热效率的影响,最终选取最佳安装间距。论文研究结果表明:翅片性能评价标准j/f1/3相对于节距呈现出四次多项式的变化,对于翅片厚度而言,j/f1/3随着厚度的增加而减小,并且散热器的换热系数和压降均随着雷诺数的增大而逐渐增大。当板翅式平直翅片节距为2.8mm,厚度为0.2mm,隔板间距为15mm时散热效果最优。对于水箱管片式散热器,当水管在叉排安装时,其节距为2.22mm,厚度为0.20mm,管道的纵向管距为14.7mm,横向管距为7.5mm时,散热器散热效果最优。当将两者进行整体进行分析时,对三层散热模块进行两两模块之间进行离散仿真模拟得到结论:不同类型的散热器的安装间距在安装尺寸限制范围内越大越好。根据以上所选取的散热器的参数,以及安装尺寸参数进行散热系统的设计,便可得到最优的散热结果,从而提高散热系统的散热效率,降低压裂车的能耗。