履带车用锯齿型翅片传热器结构参数优选与性能研究

利用数值模拟的方法对履带车用锯齿型翅片散热器的翅片间距和翅片切口长度进行结构优选,引入了同功耗强化传热评价指标(performance evaluation criteria,PEC),对比了不同翅片间距和翅片切口长度的散热性能。研究结果表明:翅片间距和翅片切口长度分别为2mm和4mm时,翅片的综合性能最优。根据数值计算结果研制散热器样件,利用风洞试验台对翅片切口长度为4mm,翅片间距分别为1.5、2.0和2.5mm试验样件进行测试,试验结果与仿真结果较一致,误差在10%以内。通过试验数据拟合出适用于三种翅片间距锯齿形传热器在试验的雷诺数范围内的传热和阻力性能关联式,并分析了水侧流速对空气侧传热性能的影响。     

平直-波纹翅片扁平管外空气流动与换热特性的数值研究

利用Fluent软件,完成了平直翅片、波纹翅片和6种不同结构的平直-波纹复合翅片扁平管空气侧流动和换热的三维数值模拟研究。对温度场、速度场、表面平均传热系数、进出口压降、综合换热性能因子进行了分析对比,揭示了进口风速(1m/s～5m/s)、复合翅片中波纹翅片所占比例以及所处位置对翅片表面平均传热系数、通道进出口压降和综合换热性能因子的影响。结果表明,复合翅片中波纹翅片所占比例是影响进出口压降的主要因素;复合翅片中波纹翅片所处位置对换热性能的影响显著,但对进出口压降的影响很小;平直-波纹复合翅片可以提高蛇形翅片扁平管换热器的综合性能;当迎面风速大于2.6m/s时,B15P5型复合翅片的综合换热性能最优。     

散热带翅片参数对车用水箱散热器流动传热性能的影响

采用数值仿真结合正交设计方法对工程车用散热器的主要几何参数进行了计算和分析.通过极差和方差分析,获得了各参数对散热器的散热和流动性能影响的敏感次序以及显著性水平,并拟合出参数-性能关联式.同时,进行了风洞试验验证上述数值仿真方法.结果表明:仿真结果与试验测试数据趋势吻合良好,该仿真方法可以有效地进行翅片参数对散热器流动传热性能的影响研究,有利于缩短设计周期和减少设计成本.     

微槽群平板热管散热器传热性能的研究

分别选择不同的翅片间距和高度,对一种新型微槽群平板热管散热器的翅片结构进行优化,得到了热管散热器的最佳整体结构。结果表明:翅片的间距为14mm、高度为60mm时,平板热管散热器的传热性能最好。将热管、管脚以及翅片的温度与实验结果进行对比,结果吻合良好。     

双通水道带翅片散热器的优化设计(Ⅱ)

本文以金属热强度为结构优化的目标函数,利用MATLAB对双通水道带翅片的散热器的散热量进行计算,通过对数值结果的分析,得出该种散热器的最佳结构型式。     

双通水道带翅片散热器的优化设计

本文以金属热强度为结构优化的目标函数,利用Matlab对双通水道带翅片的散热器的散热量进行计算,通过对数值结果的分析,得出该种散热器的最佳结构型式.     

翅片参数与PCM材料对散热器传热影响实验研究

为了研究翅片数量、倾斜角度及相变材料对带有纵向翅片的电源散热器传热性能的影响,在恒定热负荷为16 W的条件对含相变材料和不含相变材料两类工况下的5种不同结构散热器进行了实验研究.通过搭建的由实验段、直流电源、数据采集设备等组成的实验系统开展实验,分析了翅片数量(1～5片)、散热器倾角(0°～90°)和相变材料(正二十烷)对散热器传热性能的具体影响,并通过含相变材料散热器的温升变化特征以及相变传热特征对散热器热性能进行了评估.结果表明,倾斜角度和翅片数对液相相变材料对流单元的形成以及传热和运行时间起着关键作用.对于0°倾角的含相变材料散热器,相比1个翅片,5个翅片达到最大允许温度所需的时间增加了80％,而当倾角增加到90°时翅片数的增加对时间的影响不显著.对于所有的倾斜角度,各个测点的相变材料(PCM)温度值都随着翅片数的增加而减小.当倾角增加时,由于浮力诱导流的增强促使对流液相相变区域变大;在单翅片工况下,60°倾角相比0°倾角状态下的工作时间延长78.6％.     

基于冷热冲击性能的新型散热器主片设计和优化

为了在现有生产设备和工艺条件下提高散热器主片的耐冷热冲击性能,分析了散热器失效模式,设计了新型T型结构主片并通过有限元分析(FEA)进行结构和工艺优化,使得散热器耐冷热冲击的周期得到了大幅度提高,同平直主片相比寿命提高了66%,对乘用车散热器可靠性研究提供了好的借鉴。     

1000MW直接空冷机组散热单元换热特性的数值模拟

以某1 000MW直接空冷机组为例,对机组散热器外部流场进行了数值模拟,分析了不同迎面风速、环境温度、翅片间距以及翅片厚度对散热器外部换热和流动特性的影响.结果表明:随着迎面风速的增大,散热器外部的传热系数和流动阻力均显著增大,环境温度对散热器外部换热和流动特性的影响并不明显,但对总散热量影响较大;较大的翅片间距能增大散热器外部的传热系数、减小流动阻力,但会使单位管长的换热面积减小,总散热量减小;对应于一定的迎面风速,存在较为合理的翅片间距和翅片厚度,迎面风速越大,合理的翅片间距越大,翅片厚度越小.     

机车散热器空气流动的数值模拟分析

以DF4B型机车散热器为例,应用Pro／E造型软件对散热器零件进行了三维建模,应用GAMBIT软件进行了计算网格划分,应用Fluent软件建立了散热器仿真模型和数值模拟,并应用计算流体力学（CFD）和数值传热学方法计算了散热器内的温度场和速度场,分析了散热器内部的介质流动状态和热力分布情况。计算分析结果与试验数据有较好的吻合,验证了仿真模型的准确性和可行性。模拟结果表明,翅片形状对流场分布和强化换热的影响较大,为散热器的优化设计提供了理论依据。     

平直翅片换热器空气侧换热与阻力特性研究

以平直翅片管式换热器为研究对象,利用计算流体力学(CFD)软件进行流动与传热模拟计算。采用正交试验方法确定模型工况,对换热负荷15 kW,设计气温30℃,入口风速为1～5 m/s,管壁温度为40～60℃,翅片间距为1～5mm、翅片厚度0.5～4 mm、管纵向间距为0.5～2.5倍外管径,管排数为1～5排的计算工况进行努塞尔数、阻力因子的计算分析。参数敏感性分析结果表明:在1 mm≤翅片间距δ≤5 mm,444≤雷诺数Re≤3 405时,翅片间距δ是对努塞尔数Nu及阻力因子f影响最大的结构参数。在该范围内提出了由翅片间距与特征长度比值组成的无量纲参数对努塞尔数Nu与阻力因子f的计算关联式。该关联式参数图表明:翅片间距δ越小、雷诺数Re越大,对提高平直翅片努塞尔数、降低阻力因子越有利。     

汽车水散热器设计软件开发

为了降低散热器的设计成本并提高计算精度,利用PowerBuilder开发了汽车水散热器设计软件,其计算功能包括校核计算、翅片间距优化计算、翅片高度优化计算、管长优化计算及管排数优化计算。对比分析试验表明:计算结果具有较高的精度。计算分析翅片间距、开窗角度、风速及冷却液中乙二醇百分比对散热器性能的影响。研究表明:减小翅片间距及增大风速可提高换热性能;减小开窗角度可降低风侧阻力;增大乙二醇百分比可降低冷却液出口温度。     

翅片式热管散热器自然对流换热特性分析与多目标结构优化

采用数值计算方法对一种应用于半导体制冷片热端散热的翅片式热管散热器进行模拟,探究自然对流条件下不同翅片参数对散热器换热特性的影响。结合多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),以影响散热器散热的两个主要参数——翅片表面传热系数和肋面效率为优化目标,对散热器整体做出综合优化,并对优化结果进行K均值聚类分析,提出了翅片端优化原则。结果表明,肋面效率对散热器性能的影响有限,提高表面传热系数可显著降低散热器总热阻;与未优化方案相比,所选优化方案可使基板热端面温度下降3.5K,散热器热阻降低18.22%。     

新型钢制散热器翅片管的传热分析及优化

通过试验测得了翅片管的温度分布 ,得出这种新型散热器翅片管的自然对流换热规律。通过对试验数据的分析整理得到了肋壁平均换热系数的经验公式。分析了翅高比、翅片夹角对平均换热系数、平均辐射换热系数的影响。以金属热强度最大为目标函数 ,采用解多变量最优化问题的坐标轮换法得出了该形式翅片管的最佳结构尺寸。     

电子元件散热器翅片自然对流散热性能研究

针对室外电子设备在自然对流条件下的散热问题,设计开发了一种新型散热器翅片结构——翅片开孔式涡流发生器,易于加工且直接与翅片连接,不存在焊接的问题。利用数值模拟的方法探究了涡流发生器的布置方式与攻角对散热器散热的影响。结果表明:翅片开设三角孔,在翅片间空气流动过程中起到了明显的作用,有效降低了三角形涡流发生器造成的流动阻力,增加了空气的扰动;当涡流发生器间距为40 mm、攻角为15°时,散热器翅片高温热源区域的散热效果最好。     

椭圆管H型翅片的翅片效率计算

H型翅片管广泛应用于大型电站锅炉省煤器。根据椭圆管H型翅片的结构和传热特点,推导并提出了分别基于等效圆管环形翅片、等效矩形翅片的3套椭圆管H型翅片的翅片效率计算方法;结合模化试验结果,比较、分析了不同计算方法的差异以及H型翅片结构(翅片开缝宽度与翅片宽度之比s/w)对此差异的影响。结果表明:基于等效圆管环形翅片的计算方法更为合理,且受s/w的影响较小。研究成果可为H型翅片椭圆管束的试验研究和工程实际应用提供参考。     

管带式水散热器冷却空气侧阻力性能数值模拟

传统的散热器流动阻力性能分析是依靠大量的试验来完成,而通过计算流体力学(CFD)模拟计算可以在获得直观结果的同时大幅度地减少试验工作量。建立了管带式水散热器冷却空气侧波纹翅片通道的稳态湍流数学模型,对车用管带式水散热器冷却空气侧阻力性能进行数值分析,计算结果与试验数据基本吻合。通过分析得到阻力系数与平均流速拟合函数,经过修正可以用于不同环境温度下阻力性能分析预测。     

基于有限元分析的风电机组塔架结构正交试验设计

采用正交试验设计方法设计正交试验模型,利用ANSYS有限元分析软件对正交试验模型进行静强度、疲劳强度、模态和屈曲分析,通过使用极差分析法,分析塔架结构因素对各试验指标的影响。并绘制因素与指标趋势图,直观地显示试验指标随因素水平变化的趋势,为进一步试验指明方向。     

蒸汽喷射制冷原理在大型翅片散热上的应用

研究了一种利用喷射制冷原理的翅片散热器散热效率提高装置。创新性地将蒸汽喷射制冷原理应用于翅片散热器,可有效提高翅片散热器散热效率,解决因工况环境等因素导致的设备散热不及时等问题,符合绿色环保节能减排发展理念。     

风电齿轮箱油温高原因分析及解决方法

针对某1.5 MW风电齿轮箱普遍存在油温高的问题,通过对齿轮箱润滑油冷却系统进行理论计算,分析与对比同机型不同风电场热交换器的实际冷却效果,分析与研究同台机组不同运行状态下的实际冷却效果,认为引起该风电齿轮箱润滑油温度高的因素有:翅片结构选型不适、机舱密封不严等因素引起的翅片堵塞问题,润滑油设计流量偏低的问题,以及温控阀失效、油温传感器失效、发电机水冷缺水等元件问题。在排除元件问题的基础上,通过改变散热器翅片结构,增加热交换器换热面积和增加换热器冷却风扇流量等方法,彻底解决了齿轮箱油温高问题。工程实际应用表明,该方法可在该系列齿轮箱油温高技术改造上推广使用,同时也可为后续产品技术升级提供参考依据。