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。     

基于烟囱效应的太阳花型散热器的优化设计

主要通过引入烟囱效应,加强空气对流,增强太阳花型散热器的散热能力。采用ANSYS有限元分析软件,研究了肋顶直径、肋底直径、散热环半径以及厚度等参数对散热能力的影响,通过模拟结果可知,选取合理的参数能够适当提高散热器的散热能力,减小散热器质量,节约成本。     

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。     

ICEPAK在三相PWM变流器模块散热分析中的应用

散热器的设计和散热分析是三相PWM变流器设计的关键技术.本文利用CFD软件ICEPAK分析了三相PWM变流器模块的散热性能,探讨了影响散热性能的各个因素.结果表明:散热器的换热系数随着风速的增大而增大,压力系数则越来越小.散热器的肋片数以及肋片厚度的增加导致流通面积变小,压力系数增大,换热系数逐渐增大.     

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.     

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。     

CPU散热器热学性能的有限元分析

CPU是计算机的核心部件,CPU散热器的散热性能是影响CPU工作性能的重要因素。尤其是CPU芯片功率高速发展的今天,其影响更加明显。所以,如何在设计时采用合理的散热器材料和结构,提高其散热性能成为了殛待解决的问题。本文利用Ansys软件建立了散热器的有限元模型,对其进行了热学性能分析。对散热性能与材料、尺寸和结构的关系进行了研究,并对结果进行了对比分析。得到了散热器的温度分布云图和热梯度分布云图,为散热器的优化设计提供了重要依据。     

水冷式热管散热器在服务器中的应用研究

为了满足数据中心服务器的散热需求,设计了一种水冷式热管散热器对服务器的CPU进行散热,并搭建服务器测试平台对此散热器的性能进行测试。在不同的CPU负载率η、环境温度Ta、进水温度Tw情况下,对安装了水冷式热管散热器的服务器进行实验研究,得出服务器CPU的温度变化规律。实验结果表明:水冷式热管散热器相对于传统的风冷散热器具有更高的散热效率,散热器的热阻仅为0.0704℃/W。影响水冷式热管散热器散热效果的最主要参数为进水温度,而环境温度对CPU的温度影响相对较小。因此,通过提高环境温度的方法,可以减少数据中心空调设备的热负荷,以达到节能的目的。     

风扇结构和肋高对芯片散热器散热性能的影响

采用热阻分析法和CFD软件Fluent数值模拟相结合,研究风扇结构即风扇通风直径或外壳厚度以及肋片高度对芯片散热器散热能力的影响。结果表明,较小的通风直径导致肋片散热能力下降的根本原因为回流区面积的增加和空气流量的减小。此外,肋高的改变直接导致了流道几何参数的改变,进而对表面对流传热系数产生了重大的影响。     

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。     

Optimization of a rectangular profile annular fin based on fixed fin height

The optimum performance and fin length of a rectangular profile annular fin are presented using a variations separation method. For fixed fin height, the optimum fin length and efficiency are arbitrarily defined as those for which the heat loss is in the range between 90% and 99% of the maximum heat loss. The maximum heat loss, the maximum effectiveness, the minimum fin resistance, the optimum fin length and the optimum efficiency are presented as a function of the inside fluid convection characteristic number, fin base thickness, fin height and ambient convection characteristic number. One of the results shows that the optimum fin length decreases almost linearly with the increase of the fin base thickness.     

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。     

散热器空气侧百叶窗翅片结构参数优化

对散热器空气侧的百叶窗翅片建立三维流固耦合的模型,运用Laminar方法进行数值模拟,结果表明传热与压降特性与实验关联式吻合较好,模型得以验证;为进一步阐明汽车内散热器空气侧的强化传热翅片的性能,分别考察了不同的翅片高度、窗翅高度、翅片厚度和翅片节距等结构参数对传热系数和压降的影响,得到了一组综合性能较好的百叶窗翅片结构参数。     

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。     

Constructal design of finned tubes used in air-cooled heat exchangers

The present study documents the constructal design and optimization of finned tubes used in air-cooled heat exchangers. The considered tubes are equipped with annular fins. The aim is to minimize the overall thermal resistance by morphing the geometry. The geometrical and thermo-physical parameters considered are the number of fins, ratio of fin height to tube diameter, Stanton number, ratio of fin conductivity to air conductivity, ratio of in-tube fluid conductivity to air conductivity and dimensionless pressure drop. Two constraints are applied in the optimization process: fixed overall volume of heat exchanger and fixed volume fraction of fin material. It is found that there exist optimal values for the number and the height of fins. Moreover, the optimal heat transfer has an extremum in a special volume fraction of fin material.     

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。     

Modeling the airside dynamic behavior of a heat exchanger under frosting conditions

A general distributed model with a non-steady-state heat exchanger model coupled with a frost model was developed to study the dynamic behavior of an airside heat exchanger in an air-to-water heat pump heater/chiller unit. The effects of water vapor diffusion and uneven fin temperature distribution were considered. The model was found to agree well with reported experimental results. Compared with the routine model, the present model has higher precision of frost layer thickness especially on the fin surface. Results include the propagation of frost formation along the tube and its effect on the dynamic characteristics of refrigerant, air, and tube sides. According to the results, the temperature difference between air and tube surface temperature was proposed to be the main driving force of frosting. Tube surface temperature is the most important factor affecting frosting when there is little variation in air humidity. Frost at the fin base was found to be thicker than that at the fin tip due to the fact that the frost layer grows faster with lower tube surface temperature.     

大容量电力电子装置中板式水冷散热器的优化设计

为提高水冷散热器的散热能力、控制其温度均匀性,在散热器外形尺寸及流量一定的条件下,从理论上对层流范围内平板式水冷散热器的三个通道参数(通道数、散热片高度、散热片占空比)与散热器量纲一散热热阻的变化关系进行了推导。提出可根据这些变化关系来对任意尺寸平板式水冷散热器的各通道参数进行优化选择,在工程设计上具有很好的指导意义,仿真和试验结果证明了方法的有效性并表明:小通道尺寸的平板式水冷散热器对于解决大热流密度器件的散热更为有效,散热效率更高;在同样的参数情况下,流量增大则散热器效率降低,应综合考虑散热器流阻和流体平均温升的控制要求来选择流量。     

CFD analysis of fin tube heat exchanger with a pair of delta winglet vortex generators

Among tubular heat exchangers, fin-tube types are the most widely used in refrigeration and air-conditioning equipment. Efforts to enhance the performance of these heat exchangers included variations in the fin shape from a plain fin to a slit and louver type. In the context of heat transfer augmentation, the performance of vortex generators has also been investigated. Delta winglet vortex generators have recently attracted research interest, partly due to experimental data showing that their addition to fin-tube heat exchangers considerably reduces pressure loss at heat transfer capacity of nearly the same level. The efficiency of the delta winglet vortex generators widely varies depending on their size and shape, as well as the locations where they are implemented. In this paper, the flow field around delta winglet vortex generators in a common flow up arrangement was analyzed in terms of flow characteristics and heat transfer using computational fluid dynamics methods. Flow mixing due to vortices and delayed separation due to acceleration influence the overall fin performance. The fin with delta winglet vortex generators exhibited a pressure loss lower than that of a plain fin, and the heat transfer performance was enhanced at high air velocity or Reynolds number.     

铜翅片管热水器的特性研究

以铜翅片管换热器为研究对象,通过合理的简化模型,以相邻2片换热片(取半片)及其之间的烟气通道作为计算区域,利用流体力学软件CFX对烟气通道的流动状况和换热情况进行了数值模拟。研究了管径、翅片厚度和翅片间距对排烟温度的影响,结果表明随着管径和翅片间距的增大排烟温度升高,随着翅片厚度增大排烟温度降低,排烟温度的升高或降低将影响排烟损失的大小,从而影响热效率。该数值模拟结果对改进翅片结构以提高热效率有一定指导意义。