矩形肋片散热器几何参数对散热的影响分析

为考察矩形肋片散热器几何参数对散热效果的影响规律,文中应用热仿真分析软件Flotherm对矩形肋片散热器在不同结构参数下的模型进行了自然对流散热计算,通过对比分析不同模型的温度和热阻计算结果,探讨了散热器基板参数和肋片参数对其散热性能的影响。分析表明,改变散热器肋片的高度、长度和间距可有效降低散热器的热阻。这些几何参数可以作为散热器热设计变量,以进一步对散热器进行优化设计。     

大功率密闭机柜热管散热器的试验研究

针对大功率密闭机柜散热困难,研制了R22为传热介质的微通道铝扁管型分离式热管散热器,并搭建试验装置对其散热性能进行试验研究。试验结果表明:加热功率为2k W、环境温度为50℃时,密闭机柜内部温度≤70℃,满足机柜散热要求;工作温度范围内,散热器散热功率与内、外循环进风温差有关;外循环进风风速提高,散热器换热系数非线性增加;内循环进风风速提高,散热器换热系数线性增加。研究结果为热管技术在机柜散热方面的设计提供依据。     

车载主机箱CPU散热器结构设计及温度场分析

首先,经相关理论计算确定了散热器的肋间距为5 mm,肋高为15 mm;然后,利用自建实验台对散热器在3种不同功率、不同风速下的散热过程进行对比实验分析,说明了散热器在高功率情况下散热状况受气体流速影响较大;最后运用Workbench仿真软件对不同肋厚的散热器结构进行热分析,得到了在风冷对流工况下,肋厚为1.5 mm,风速为1.0 m/s时散热器的散热性能最佳,且满足了散热设计要求。     

CPU散热器结构设计与热分析

CPU散热器是将CPU核心热量迅速导出的关键,已成为获得新一代电子芯片的主要问题之一。采用数值模拟方法对放射状太阳花CPU散热器进行三维流场及温度场分析,探讨放射状散热器在不同的肋片形状、肋片数N和肋片厚度等各种不同的参数作用下,对于整体散热器散热和流动性能的变化与影响,同时分析了太阳花散热器自然对流和瞬时动态特性。     

波形对波纹翅片散热器散热能力及阻力性能的影响

利用有限元分析方法,分析了波纹角对波纹翅片散热器散热能力及阻力性能的影响,散热性能方面,得到了波纹角在一定范围内增大,可以提升波纹翅片散热器的散热能力,但随着波纹角的进一步增大,其散热性能反而下降;阻力性能方面,得到了波纹角度的微小变化对翅片的阻力性能影响较小,但阻力性能的总体趋势是随着波纹角在一定范围内增大而提升。根据分析结果,在实际设计中,应在一定范围内尽量增大波纹角以强化传热以及降低流体的压力损失,对翅片散热器波纹角的选取和改善有一定应用价值。     

基于ANSYS的空调散热器结构对其散热性能的影响分析

空调散热器的散热性能是影响空调工作性能的重要因素,如何合理设计散热器结构以提高空调散热性能是目前亟待解决的问题。现利用ANSYS软件建立了散热器的有限元模型,并对其进行了热学性能分析,研究了散热性能与散热器结构的关系,然后对结果进行了对比分析,得到了散热器温度分布云图、相同结构不同鳍片数对散热器散热性能影响的关系曲线图以及不同结构相同鳍片数对散热器散热性能影响的关系曲线图,为空调散热器的优化设计提供了重要的依据。     

液冷式CPU散热器的传热强化及流阻性能

通过在液冷式CPU散热器蛇形流道内填充不同粒径的不锈钢珠,使液冷式CPU散热器流道形成类似多孔介质的复杂流道以提高其散热性能。通过对改进前后液冷式CPU散热器的试验研究,分析了各因素对液冷式CPU散热器的传热和流阻性能的影响规律。结果表明:在本试验范围内,相同Re和Pr下,改进后散热器的对流换热系数为改进前的1.2~4.8倍,阻力系数f是改进前的1.4~4倍;散热器填充Φ4mm开孔不锈钢珠的强化传热效果最佳,芯片表面温度较填充前降低了33,°对流换热系数增大4.8倍,而流动阻力仅增加了1.4倍。     

冷却水进出方式对芯片散热器换热性能影响

为了提高水冷散热器的散热能力、控制其温度均匀性,研究四种不同水冷散热器的进出水方式对芯片散热效果的影响。A型散热器采用传统的散热器形式,进出口位于散热器两端。B-D型散热器采用中间垂直射流,在散热器四角分别设置1个、2个、4个出水口。通过数值模拟分析不同冷却水流量下散热器的换热效果。数值模拟结果经过试验验证。通过Nu数、速度分布、压力损失、综合效应四个方面对散热器的换热性能进行分析。结果显示四出口散热器的Nu数低于单出口散热器,但流动阻力小,散热器综合系数较高,不会造成局部热点。中间射流四出口散热器具有较好的换热和流动效果。     

一种应用于大功率设备的热管散热器改良方法

热管是一种具有极高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管内工质的气液相变来传递热量,然而伴随着电子元件的大功率化,热管散热器已经不能满足当今的散热要求。现介绍一种应用于城市轻轨牵引变流器的冷却单元,其利用了平板微热管阵列的特性,并对散热效果加以改良。改变肋高、肋片倾斜角度,利用模拟软件ICEPAK对改良方法进行模拟,最终结果表明,利用平板微热管阵列作为散热肋片并加以优化,符合大功率设备散热要求。     

型材散热器的优化设计

本文针对散热器在强迫风冷条件下的散热性能优化问题进行了分析研究.对于所采用的优化方案的热分析模型作了描述.分析了绕流对散热器性能的影响,并根据一种较为简便的数学模型,用迭代的方法确定出肋片上的实际流速.最后给出了采用这些模型计算出的在不同工作环境下型材散热器的优化尺寸.     

百叶窗翅片车辆散热器性能研究

通过数值模拟方法对百叶窗翅片散热器流道中流体的流动和传热性能进行研究,将数值模拟结果与文献实验关联式计算结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性。将百叶窗翅片散热器的翅片间距与百叶窗间距两者关联起来,分析了其比值Fp/Lp和百叶窗倾角对于百叶窗翅片流道传热和压降性能的影响。而后分析了百叶窗翅片结构参数对于百叶窗流道间流体流动效率的影响。研究表明,百叶窗翅片的传热系数和压降随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值Fp/Lp的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大。流动效率随着Re数的增大而增大,随着百叶窗翅片间距与百叶窗间距比值的增大而减小,随着百叶窗倾角的增大而增大。     

肋片焊接方式对其传热的影响

通过改变肋片的焊接尺寸以及焊接形状建立肋片传热模型,采用CFD(Computational Fluid Dynamic)模拟的方法,将模拟结果与传统铸造肋片的传热情况进行对比,研究不同焊接方式以及焊接尺寸对整个肋片的换热量以及换热系数的影响.结果显示,肋片焊接后,对整个肋片的换热量和换热系数有一定的影响,但影响较小.其中换热量根据焊接尺寸的增加先减小后增大;而换热系数呈波浪形变化,但有减小的趋势.     

散热器翅片结构对流体流动及换热过程影响的数值仿真研究

用CFD软件FLUENT对散热器常用的平翅片和波纹翅片表面的流体流动及换热过程进行了数值模拟,获得了翅片表面的流场、温度场、压力场以及换热量、换热系数的变化规律。模拟结果表明在相同气流量的条件下,波纹翅片的压力损失比平翅片的大,平均表面换热系数及换热量均比平翅片的高,翅片的形状结构对流场分布和强化换热效果的影响较大。     

空冷器板翅式传热元件翅片高度的优化计算

为了探究板翅式传热元件翅片高度对传热、压降的影响,以某装置冷却项目为工程实例,采用板翅式空冷器进行设计,应用数学解析方法,经计算比较,翅片高度为14 mm时,单台设备的传热系数与换热面积的乘积达到最大,节省投资;翅片高度为22 mm时,单台设备的空气侧单位压降的总传热系数最大,操作费用较低。翅片高度的选取需综合考虑初期设备投资和后期操作费用的关系。     

Wet surface heat transfer and pressure drop of aluminum parallel flow heat exchangers at different inclination angles

The effect of inclination angle on the heat transfer and pressure drop characteristics of brazed aluminum heat exchangers was experimentally investigated under wet conditions. Three samples having different fin pitches (1.25, 1.5 and 2.0 mm) were tested. Results show that heat transfer coefficients are not affected by the inclination angle. However, friction factors increase as the inclination angle increases with negligible difference between the forward and backward inclination. The effect of fin pitch on the heat transfer coefficient and on the pressure drop is also discussed. Comparison of the dry and wet surface heat transfer coefficients reveals that dry surface heat transfer coefficients are significantly larger than wet surface heat transfer coefficients. Possible explanation is provided by considering the condensate drainage pattern. The data are also compared with the existing correlation. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Man-Yeong Ha Nae-Hyun Kim is a Professor of Mechanical Engineering, University of Incheon. His area of interest spans boiling and condensation, heat transfer enhancement and heat exchanger design. He has been active in heat transfer community, and was a Chairman of Thermal Engineering Division of KSME. He holds several editorial position including Journal of Enhanced Heat Transfer. He is a recipient of Asian Academic Award awarded by SAREK and JSRAE.     

开孔折流板对列管式换热器传热性能的影响研究

针对由传统弓形折流板结构带来的壳程流动死区,从而引起的流动阻力大、传热效率低等问题,本文对折流板进行开孔,通过数值模拟的方法研究开孔折流板结构对列管式翅片换热器壳侧流体流动、传热及阻力性能的影响。研究发现,折流板开孔后,壳程流动死区明显减小,壳程传热系数及压降同比开孔前降低了;综合换热性能同比开孔前提升了。壳程压降随开孔率及板间距的增大而减小,壳程努塞尔数Nu随板间距的增大逐渐增大。从综合换热性能及场协同的角度分析发现,开孔率x=0.229、折流板间距H=85 mm的列管式换热器综合传热性能最佳。     

Impacts of fouling and cleaning on the performance of plate fin and spine fin heat exchangers

An experimental study was conducted to investigate the effects of air-side fouling and cleaning on the performances of various condenser coils used in unitary air-conditioning systems. A total of six condenser coils with different fin geometry and row number were tested. Performance tests were performed at three different conditions: clean-as-received, after fouling, and after cleaning. In all cases, it was observed that the fouling was mostly confined to the frontal face of the heat exchanger as reported in the previous investigations. The amount of deposited dust was more dependent on fin geometry for the single-row heat exchangers than for the double-row heat exchangers. The predominant effect of fouling was to cause a more significant increase in air-side pressure drop than a degradation in heat transfer performance. For the single-row heat exchangers, the pressure drop increased by 28 to 31%, while the heat transfer performance decreased by 7 to 12% at the standard air face velocity of 1.53 m/s depending on fin shape. For the double-row heat exchangers, the pressure drop increased by 22 to 37%, and heat transfer performance decreased by only 4-5% at the same air face velocity. Once the contaminated coils were cleaned according to the given cleaning procedure the original performance of the heat exchangers could almost be recovered completely. The pressure drop could be restored within 1 to 7% and the heat transfer performance could be recovered to within 1 to 5% of the originally clean heat exchangers. Therefore, it is concluded that a periodic application of the specified cleaning technique will be effective in maintaining the thermal performance of the condenser coils.     

干湿工况下波纹翅片管换热器空气侧特性的对比

对7个带亲水层和3个不带亲水层波纹翅片管换热器在析湿工况下空气侧的换热压降特性进行了试验研究,在不同的入口风速和入口相对湿度下比较了干湿工况下的空气侧特性。结果表明,对带亲水层的波纹翅片,析湿工况下的压降显著地高于干工况下的;当入口风速小于0.5 m/s时,湿工况下的换热性能低于干工况下的,当入口风速增加到2.0 m/s时,湿工况下的换热性能则强于干工况下的。析湿工况下带亲水层波纹翅片的换热性能比不带亲水层波纹翅片的偏低一些,但是表面涂上亲水层可以大大降低空气侧的压降。提出析湿工况下波纹翅片管换热器空气侧的换热和压降关联式,平均误差分别为8.70%和7.90%,可用于设计波纹翅片管换热器或者评价它的性能。     

新型同轴套管式换热器强化传热研究

同轴套管式地热能开采技术是用于中深层地热能开采的有效方式。为了增强同轴套管式换热器的换热效率,提出了一种带螺旋翅片的新型同轴套管式换热器。基于有限体积法,对比分析新型与普通型同轴套管式换热器的换热性能,得到螺旋翅片结构对换热性能的影响,揭示其强化传热机理。结果表明：通过增加螺旋翅片的翅高或减小螺旋翅片的螺距,可有效增强同轴套管式换热器内流体流动的湍流动能,达到提高换热性能的目的;与普通光滑管换热器相比,翅高为19 mm,螺距为300 mm的新型换热器在雷诺数为27000时,努赛尔数提高了35.5%,摩擦系数提高了91%,热性能系数达到最高1.093;增加翅片和减小螺距都可以增加采出温度和采热功率,翅高为19 mm,螺距为300 mm换热器较光滑管换热器采热温度提高了5.4 K,采热功率提高了32.4%。为高效同轴套管式换热器设计提供了理论依据。     

新型纵向流油冷却器传热性能及压降的试验研究

对两种不同角度的螺纹翅片管,分别在螺旋折流板及新型壳程挡板支撑下的3种结构的油冷却器进行了传热与阻力性能试验,结果表明,翅片角为5°的螺纹翅片管的传热性能比翅片角为13.5°的螺纹翅片管提高10%～30%,而流动阻力相差很小。对于同角度的螺纹翅片管油冷却器,新型阻流片壳程挡板虽然传热效果不及螺旋折流板,但是其壳程压降较螺旋折流板降低30%～40%,且单位压降下的热交换量提高10%～40%,这种结构对于大流量、长径比大且对壳程压降要求较高的油冷却器有一定的研究意义。