翅片间距对管翅式散热器性能的影响分析

发布时间：2021-11-26 13:50

　　对管翅式散热器的换热能力与阻力特性进行理论分析,建立了散热器的热力耦合数学模型。并以两排交错排列式平翅片散热器为对象,利用Fluent软件对若干组具有不同翅片间距的散热器进行了数值模拟,分析并阐述了间距对散热器传热特性与阻力特性的影响。另以单位长度散热水管的换热与压降—■为散热器综合性能的评价指标分析了间距对散热器综合性能的影响。通过理论分析和数值分析,得出了较为清晰有效的结果:随着翅片间距的增大,散热器的换热能力增强,压降降低;过大或过小的翅片间距都不利于散热器发挥最佳性能。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(11)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

管翅式散热器传热过程

管翅式散热器按水管排数、水管排列方式、翅片型式可分为许多类型，主要研究二排交错式平翅片散热器。二排交错式平翅片散热器的数值模型，如图2所示。以图2阴影部分作为仿真区。图中：Pt—散热水管横向间距；Pl—散热水管纵向间距；d—散热水管外径；δt、δp—散热水管和翅片厚度；s—翅片间距。为了简化计算，假设空气为连续性介质、空气的流动为不可压缩定常流动。为分析翅片间距对散热器性能的影响，将数值模型的几何尺寸设为定值，仅仅改变翅片间距。翅片间距取（1～9)mm，其余尺寸，如表1所示。3.1 控制方程

和Δp是衡量散热器换热能力和阻力特性的两个关键参数。对9种不同翅片间距的数值模型进行数值模拟计算得到如图3所示的与翅片间距之间的关系、Δp与翅片间距之间的关系，如图5所示。由图3可知，随着翅片间距的增大，平行翅片间的呈上升趋势，换热能力得到增强。在翅片间距较小时，迅速增加。翅片间距在（4～6)mm时，可认为散热器的换热能力与间距无关。当间距到达一定值时，反而降低。其原因为：随着翅片间距的增大，平行翅片间的空气质量流率增大，加快热量传递。翅片间距到达一定值，换热达到极限值。继续增大翅片间距，翅片间的水力直径增大使得翅片间的流动加剧，在散热水管尾流区域产生明显的马蹄形漩涡，热量无法及时散去，影响了换热效果。间距为3mm、9mm时，平行翅片中间平面的速度云图，如图4所示。该图表明在间距为9mm时，水管背面较间距为3mm的翅片产生了面积更大的马蹄形漩涡。图4 中间平面的速度云图

【参考文献】：
期刊论文
[1]工程车辆翼型热管式散热器性能研究[J]. 刘佳鑫,秦四成,蒋炎坤,何书默.  华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]波形对波纹翅片散热器散热能力及阻力性能的影响[J]. 李军,曾志平,张世义,聂春晖.  机械设计与制造. 2015(10)



本文编号：3520274