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翅片式水冷散热器的优化设计
来源 西门机电   编辑 Ref   浏览 发布 2015-03-25

 

 

翅片式水冷散热器的优化设计

 

 

 

       翅片式水冷散热器适用于对空气(或者其它气体)冷却,因为翅片管换热器产品的高效性,至今为止,还没有更成熟优越的高效散热器可以取代它。因此,其优化设计在产品设计中就显得非常重要,通过提高换热效率,不仅能提高产品换热效果,还可以节省成本和缩小产品体积。至于如何优化的研究已经有许多专业人员在做了,无论是通过建立模型计算,还是用计算机模拟,甚至是实验测试,总结和积累了很多宝贵的理论和实践经验。 


       翅片式水冷散热器的基本计算公式是: Q=KxFxΔtm
        Q—单位时间通过传热面的传热量,W
        K—传热系数,W/m2.C 
        F—传热面积,m2
        Δt—冷热流体间的平均传热温差,C
        Δt=(Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin) 
        Δtmax—换热器两端冷热流体间温差的最大值,C 
        Δtmin--换热器两端冷热流体间温差的最小值,C 


       从上面的公式可以看出,翅片式水冷散热器要想获得较大的换热量,只可以通过改变上面的三个方面:
      (1)K,传热系数,它反应了换热的效率,如加强风流的扰动可以提高换热效率;
      (2)F,传热面积,它反应的换热器结构的大小,如使用内螺纹管,既可以增加换热面积,也 可加强制冷剂扰动,提高换热效率;
      (3)Δtm,传热温差,它反应换热流体之间的温度差异,选用合适的流动方向,使传热温差尽 可能大。 
       这三个参数并不是独立,它们互相作用,并不能只追求单一值的增加,而应该综合考虑,找出各个参数之间的平衡点,这才能使翅片热器的换热量达到最大值。 


       通常情况下,在满足工艺条件的情况下,翅片管换的换热面积A尽可能要减到最小,这样可以提高设备的性价比。在过程工艺中,冷热流体的参数是既定的,可以改变的范围很小,当然,尽量逆流或交叉流也会对对数平均温差起到一定的影响。传热系数K值在设计中非常重要,可以通过采用适当的材料,提高管内外流体的速度,同时兼顾流动损失及操作费用等。 


       翅片式水冷散热器的设计是一门专业的学科,国内外换热设备的教科书上对这方面的描述和资料也比较少,大部分都是只涉及冷暖空调,对过程工艺中的优化设计则更少,需要相关厂家作进一步的研究和设计优化。 


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