矩形翅片和開縫翅片自然對流換熱模擬研究.pdf

1、翅片以其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、無需保養(yǎng)等優(yōu)點成為了當(dāng)今最常用來幫助電子元件散熱的方式之一。本文通過利用CFD技術(shù)對矩形翅片進行了模擬研究,并在此基礎(chǔ)上研究了開縫對翅片散熱的影響。其主要研究工作和結(jié)論如下:
　　 (1)利用CFD技術(shù),構(gòu)建了矩形翅片的數(shù)值計算模型,并與實驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了其數(shù)值計算方法的準確性與可行性。
　　 (2)通過數(shù)值計算,研究了翅片結(jié)構(gòu)對矩形翅片散熱性能的影響。結(jié)果顯示:隨翅片間距的增大,翅片的

2、散熱性能出現(xiàn)上升趨勢,但在間距達到一定值時,升高變得不太明顯,呈基本不變的趨勢;當(dāng)翅片長度或翅片高度增大時,換熱系數(shù)減小,散熱量增大:翅片厚度的變化,對散熱的影響不是很顯著。通過模擬的數(shù)據(jù),擬合出矩形翅片的無量綱準則關(guān)系式:-Nus=0.363(Ras)0.2947(H/L)0.2607(S/H)0.3458(H/t)-0.0272并與前人的關(guān)系式進行了對比,其最大相對誤差為10.375％,在允許的范圍之內(nèi)。并通過正交試驗,研究了各參數(shù)

3、對翅片換熱系數(shù)影響的主次順序,其中翅片的長度對其換熱系數(shù)起到了最主要的作用。
　　 (3)通過數(shù)值計算,研究了開縫對翅片散熱的影響。結(jié)果顯示:在優(yōu)化的開縫尺寸下,翅片的表面平均溫度下降了0.261K:散熱功率增加了47.186%:換熱系數(shù)增大了42.791%,充分說明了開縫對散熱的增強作用。還研究了翅片間距的影響,當(dāng)翅片間距變窄時,翅片的散熱面積增大,但翅片表面換熱系數(shù)減小;當(dāng)翅片間距增大時,翅片的散熱面積減小,但翅片表面換熱系