平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析
空气冷却器开缝翅片传热与流动特性的数值模拟研究
Ｎｕ ｅ ｉａ ｉ ｕ ａ ｉｎ ｏ ｅ ｔＴｒ ｎｓｅ ｎ ｕｉ ｍ ｒｃ ｌＳ ｍ ｌｔｏ ｎ Ｈ ａ ａ ｆｒ ａ ｄ Ｆｌ ｄ Ｆｌ ｗ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｒ Ｃｏ ｌｒ ｗｉｈ Ｓ ｒｐ Ｆｉ ｏ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＡｉ ｏ ｅ ｔ ｔｉ ｎ
通过建立管翅结构的局部模型 ， 用标准 ， 利 ｃ — 湍流方程 ， 研究 了温度 、 速度等在翅片附近 的分布 ， 并对比 了平直翅片和开
缝翅片的模拟 结果 。结果显示： 开缝翅片对空气流动有较大扰动作用 ， 开缝 结构 附近 出现 了大量 涡流 ， 在 强化 了空气和
冷 却 水 之 间 的传 热 过 程 。在 同样 条 件 下 ， 缝 翅 片 空气 侧 换 热 系数 比平 直 翅 片 大 ８ ， 开 缝 翅 片 的压 力 降 比平 直翅 片 开 ％ 而
５ ｆｎａ ｌ ｎ ｎｏ ｉ ｃｍ ｒ ｓｒ ｉ Ｆ ｆ ａｅ Ｌ Ｅ ．Ｔ ｒｕｈｂ ｉ ｉｇｍ ｄｌ ｆ ａｔ ｔ ｃ ｒ ｏ ｎａｄ ｉ ｎ ｐａ ｆ ｒ ｏ ｐｅ ｏ ｔ Ｃ Ｄ ｓ ｔ ｒ Ｆ Ｕ ＮＴ ｈｏ ｇ ｕｌ ｎ ｏ ｅ ｏ ｒ ｓ ｕｔ ｅ ｆ ｎ 却 ｄ ｉ ｉ ｆａ ｓ ｗｈ ｏｗ ｄ ｐ ｒ ｕ ｆ ｉ
ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｃ ｎ ｔｏ ｔｉ ｎ Ｓ ｈ ａ ｒｎｓｅ ｏ ｆ ｃｅ ｔｉ ％ ｂｇ ｅ ｈａ ａ ｎ ｆｎ Ｓ．ａ ｄ ｉｓｐ ｅ ｓ ｅ ｄ ｏ ｓａ ｓ ｉｇ ｒ ｈ ａ ｏ ｄｉ ｎ ｓｒｐ ｆ ｅ ｔｔａ ｆｒ ｃ ｅ ｉｎ ｓ８ ｉ ｉ ｉ ｉｇ ｒｔ ｎ ｐｌｉ ｉ ｎ ｔ ｒ ｓｕｒ ｒ ｐ ｉ ｌｏｂ ｇ ｅ
第２ ８卷 第 ５期
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
ห้องสมุดไป่ตู้轻 Ｉ 机 械
开缝型翅片流动与传热三维数值模拟
作者简介：尹
斌 （９ ５） １ ７ 一 ，男 ， 士，主要从事空调系统优化 仿真与多相流的研究 ． 博
维普资讯
热 科 学 与 技 术
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第６ 卷
Ｃ－ （ ｋ Ｃ Ｇ ）一 Ｃ Ｔ ＋ ｓ ｂ Ｇ ２
Ｃ１— １ ４４，Ｃ２一 １ ９ ． ． ２，Ｃ 一 ０ ０９， ．
片的对 流换 热［４。 ２］ － 动量 方程
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图 １ 典 型 的翅 片结构
Ｆｉ ． Ｒｅ ｒ ｓ ｎ ａ ｉ ｅ： ｓ ｔ ｕ ｔ ｒ ｇ １ ｐ ｅｅ ｔ ｔ ｖ ［ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｎ
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收 稿 日期 ：２ ０ —８２ ； 修 回 日期 ：２ ０— ５３． ０ ６０ －１ ０ ７０— Ｏ
大 ， 过 ｓｉ １型 翅 片 的 阻力 最 小 。 流 ｌ一 ｔ
关键 词 ：开 缝 型翅 片 ；流动 ；传 热 ；数值模 拟
中 图分类 号 ： ＴＫＯ ５ 文献标 识码 ： Ａ
０ 引 Biblioteka 言 开 缝 型 翅 片 的 表 面 几 何 结 构 复 杂 ， 难 用 完 很
整 的数 学模 型描述 ， 先前 的研究 以实验 为主 。 本文
０ ０ ０
８ ８ ８
片 长度 ， 以保证 出 口无 回流 。
研 究 对 象 为三 种 型式 的 开缝 片 ， 别 是 单 边 分
开缝翅片换热器三维流动传热特性数值研究
２ Ｃ ｉ ａＰ ｔ ｌｕ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ．Ｌｔ ． ｒ ｉ ａＣｏ ａ ｙ，Ｈｅ ｅ ｎ ｉ ６ ５ ２， Ｃ ｉ ａ ． ｈ ｎ ｅｒ ｅ ｍ ｇ ｎ ｅ ｉ ｏ ． ｄ Ｎｏ ｔ Ｃｈ ｎ ｍｐ ｎ ｏ ｎ ｈ ｂｉ Ｒｅ ｑ ｕ０ ２ ５ ｈｎ ；
３Ｃｈｎ ． ｉａＮａｉｎ １ ｌｃｒ ｔｏ ａ ｅｔｉ Ｅ ｃＡｐ ａａｕ ｓ ａｃ ｎ ｔ ｔ ， Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ６ ， Ｃｈｎ ） ｐ ｒｔｓ Ｒｅ ｅｒｈＩｓｉ ｅ ｕ ｔ ａ ｇ ｏ ｇＧｕ ｎ ｚ ｏ １ ８ ０ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｈ ｓｃ ｌ ｄ ｌ ｎ ｔ ｅ ｔｃ ｌ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｐ ｙ ｉａ ｍｏ ｅ ｄ ｍａ ｈ ｍａｉ ａ ｍｏ ｅ ｆｓｏ ｎ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｒ ｅ ｄｍｅ ｓｏ ａ Ｏ ｈ ａ ａ ｓｅ ａ ｄ ｌ ｔ ｅ ｔ ｃ ａ ｇ ｒ ｈ ｅ — ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ Ｗ ｅ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒ ｏ ｌ ｆ ｉ ｅ ｔ ｌ ｆ ｔ ｗｅ ｅｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ａ ｄ ｓ ｍｅ ｎ ｍｅ ｉ ａ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｎ ｈ ａ ａ ｓｅ ｎ ｔ ｗｉ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｔ ｏ ａｉ ｎ ｒ ａ ｄ ｄ ｏ ｔ ｒ ｓａ ｌｓ ｅ ． ｎ ｏ ｕ ｒｃ ｌ ｌｕ ａｉ ｓｏ ｅ ｔ ｒ ｎ ｆｒｕ ｉ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｃ ｔ ｓｗｅ ｅｃ ｒ ｅ ｕ ． ｃ ｏ ｔ Ｓ ｈ ｓ ｌ ｏ
电机用冷却器翅片侧空气热力过程的三维数值模拟计算及分析
Vol.29 No.3 2009.3船电技术 2009年 第3期49电机用冷却器翅片侧空气热力过程的三维数值模拟计算及分析邱兆义 程双胜（中国船舶重工集团公司第七一二研究所，武汉 430064）摘 要：本文利用FLUENT 模拟了管排数为四的电机冷却器波纹翅片表面空气流动和传热过程、表面温度和压降分布情况，分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、空气压降、换热系数的影响，对内部的热交换过程有一个比较清晰直观的模拟计算及分析，从而为合理选择风速和翅片的结构优化提供一定的理论基础。
关键词：FLUENT 冷却器 温度场 换热系数中图分类号：TM311 TK172 文献标识码：A 文章编号：1003-4862 (2009) 03-0049-043D-Simulation of Thermal Process on the Tin of theCooling Device Using in the Electrical MotorQiu Zhaoyi, Cheng Shuangsheng（Wuhan Marine Electric Propulsion Research Institute, CSIC , Wuhan 430064, China ）Abstract ：In this article, it simulates the thermal process of the surface of the moire tin of the cooling device with four row pipes using software FLUENT and get some typical contour charts of the surface temperature and pressure, analyzes the effect of velocity of inlet on the surface temperature and pressure, heat transfer Coef, and get a intuitionistic and clear cognition. It can provide academic basis for the ascertaining the air velocity of inlet and the optimization of the structure of the tin Keywords ： FLUENT ；cooling device ；t emperature field ；heat transfer Coef1 概述近年来，由于大功率电机不断出现，电机冷却器的应用越来越普遍，而穿片式电机冷却器由于具有换热面积大、散热性能好、紧凑性好及加工方便等许多独特优点，因而在电机及电力行业得到广泛应用。
矩形平翅片热管散热器的传热分析和数值模拟
江苏大学硕士学位论文矩形平翅片热管散热器的传热分析和数值模拟姓名：袁斌申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：魏琪20061101第一章绪论１．１电子设备可靠性热设计的必要性及设计方法近年来随着电子器件的高速、高频化，由于使用了集成电路和大规模集成电路的小型化部件趋向于商密度装配，单位容积的发热量逐年增大。
电子元器件正常的工作温度范围一般为一５～＋６５℃，超过这个范围，元器件性能将显著下降，不能稳定工作，也影响系统运彳亍的可靠性，因此对电子设备进行可靠性热设计将是极其重要的。
在电子设备中，热功率损耗通常表现为耗散热的形式，而任何具有一定电阻值的电子元器件对于运行中的电子设备而言都是一个内部生热源。
元器件的耗散生热会直接导致电子设备温度水平的升高和热应力应变的增加，从而进一步使得元器件、电路板、组件及设备在较高的温度下不能可靠地工作，甚至缩短其工作寿命，即产生所谓的“热致失效”。
实践证明，随着自身温度水平的上升，电子元器件及设备的失效率呈指数增长，温升５０℃时的寿命只有温升２５℃时的１／６，研究资料表明：单个半导体元件的温度升高１０℃，系统的可靠性降低５０％“】。
英特尔公司创始人之一ＧｏｒｄｏｎＭｏｏｒｅ于１９６５年总结存储器芯片的增长规律时发现“微芯片上集成的晶体管数目每１２个月翻一番”，后来表述为“集成电路的集成度每１８个月翻～番”，多年来的实践已证明了其正确性（图１－１）。
然而，随着单晶体管的耗散功率逐渐降低，但元器件的集成度和通过功率提高速度更快，因而使得电子元器件的耗散功率不断提高，“熟致”失效已经成为电子设备最主要的失效形式之一，对电子设备的工作可靠性造成严重威胁，成为电子设备设计中的瓶颈（图１－２）。
图卜１Ｉｎｔｅｌ处理器晶体管数量与摩尔定律的比较图１－２各种环境因素对电子设备失效的影响通过比较分析各种工程实例可以发现，使得电子设备面临日益严苛的热负荷水平的内因主要来自于三个方面嘲：（１）随着微电子技术的迅速发展，微电子器件封装图Ｉ－５矩形平翅片柬热管散热器矩形平翅片热管散热器的结构如图１．５所示。
平翅片换热器管外流动与传热特性的数值模拟
平翅⽚换热器管外流动与传热特性的数值模拟平翅⽚换热器管外流动与传热特性的数值模拟摘要:本⽂利⽤CFD软件FLUENT对平翅⽚换热器翅⽚表⾯流体流动及换热过程进⾏了数值模拟，获得了换热器内部流场、温度场以及换热器进出⼝压降和翅⽚表⾯平均对流换热系数等。
根据模拟结果，翅⽚表⾯对流换热系数随风速增加⽽增加，但增加速率逐渐下降；换热器进出⼝压降随着风速的增加⽽增加，且其增加速度逐渐加快。
利⽤场协同原理进⼀步分析对流传热，发现流速增⼤带来换热量增⼤的根本原因是风量的增加；速度的增加反⽽导致对流换热过程平均场协同⾓度增⼤，使速度场和温度场的协同性变差。
关键词: 平翅⽚；换热器；数值模拟；场协同原理Flat finned tube heat exchanger outside the numerical simulation of flow and heat transfer characteristicsAbstract: This paper, by using CFD software FLUENT to flat fin heat exchanger fin surface fluid flow and heat transfer process in the numerical simulation of the internal flow field, temperature field and heat exchanger heat exchanger in the import and export pressure drop and the average convective heat transfer coefficient of finned surface, etc.According to the simulation results, the fin surface convective heat transfer coefficient increases with the increase of wind speed, but the increase rate gradually decreases;Heat exchanger in the import and export pressure drop increases with the increase of wind speed, and increases its speed was accelerated.Convection heat transfer, using the field synergy principle further analysis found that the velocity increases with increase in heat is the root cause of the increase of air volume;Increased speed cause the average field synergy Angle increase in the convective heat transfer process, make the velocity field and temperature field of collaborative variation.Key words: flat fin; heat exchanger; numerical simulation; field synergy principle0 引⾔随着计算机技术的不断发展和进步，中央处理器(CPU)的运算速度⼤⼤地提⾼。
开缝翅片流动和传热性能的实验研究及数值模拟
Abstract : Air side heat t ransfer and fluid flow characteristics of t wo2row slot ted fin2and2t ube heat t ransfer surface wit h X2t ype st rip arrangement were st udied experimentally and numerically. The heat t ransfer and f rictio n factor correlatio ns were o btained in a wide range of Reynolds number . It is fo und t hat t he slotted fin2and2t ube heat t ransfer surfaces have excellent performance co mpared wit h t he plain plate fin heat t rans2 fer surfaces and t he perfo rmance of X2t ype t wo2side st rip fin surfaces is bet ter t han t hat of o ne2side st rip fin surfaces. By numerical met hod , t he fin efficiency curves fo r X2t ype t wo2side st rip fin surfaces were a2 chieved. Fro m t he viewpoint of field synergy , t he air velocit y and temperat ure fields bet ween t he t wo neighbo ring fin surfaces and t he dist ributio n of local heat t ransfer coefficient and p ressure drop in flow di2 rectio n were analyzed. The result s show t hat t he heat t ransfer enhancement of slot ted fins is caused by t he imp rovement of t he synergy bet ween t he velocit y field and t he temperat ure gradient . Keywords : heat e x chan ger ; st ri p f i n s u r f ace ; heat t rans f er enhancement ; e x peri ment al i nvesti g ation ;
平直翅片和开缝翅片换热器特性的数值模拟
ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ａ ｉ ｒ ｓ ｉ ｄｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｉ ｎｆ ｌ ｕ ｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｆ ｉｅ ｌ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ｈｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ
ｔ ｈｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ ｐ ｅ ｆｏｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｏ ｕｔ ｓ ｉ ｄｅ ａ ｉ ｒ ａ ｎｄ ｔ ｗｏ ｔ ｙ ｐｅ ｓ ｏ ｆ ｉｎ ｆ ｓ ，ｔ ｕｂｅ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｉｎ ｆ ａ ｎ ｄ ｔ ｕｂ ｅ ｓ ｌ ｏ ｔ ｔ ｅ ｄ ｉｎ．Ｔｈｅ ｆ
单 、适 用 范围广 等特 点 ，它 的运行 状 况直接 关 系到整 个换 热 系统性 能 的优 劣 。 翅 片管式换 热 器空 气侧 传 热 性 能 以及 速 度 场 、 温度 场 分 布 对换 热 效 果 的影 响 一 直是 国 内外 学者研 究 的重
点 。利 用 ＣＦ Ｄ 技 术对 圆管平 直翅 片和 圆管开 缝翅 片换 热 器两种 形 式 下外部 空 气与翅 片 的换
ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｕ ｂ ｅ ｓ ｌ ｏ ｔ ｔ ｅ ｄ ｉ ｆ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｒ ｉ ｓ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ．
用场协同原理强化换热器传热性能的分析与计算
用场协同原理强化换热器传热性能的分析与计算作者：张宁来源：《山东工业技术》2016年第14期摘要：以翅片管式换热器的换热性能的提高作为研究重点，通过场协同原理（即在同速度和温度边界条件下，对流换热的性能取决于流体速度场与热流场协同的程度）的运用，以椭圆管来替代圆管来作为将换热器的基管可实现换热器换热性能的提高。
经数据测算得，其换热系数有所提升，且阻力系数也发生部分降低。
这为强化换热器的热力性能提供了一种较实用的方法。
关键词：翅片管式换热器；场协同原理；传热系数；热力计算；对流换热DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.054传热强化技术的采用所带来的各种换热设备的功率及效率提高，及重量和体积的减少，故其在科技界和工业界一直获得高度认可。
上世纪出现的世界性能源危机，推动了人们对传热强化技术的探讨和研究。
世界各国对其的科学研究的重视，在近二十多年的时间里，形成的与传热强化相关的研究文献不胜枚举[1-3]。
在国民生产的各部门中换热器扮演着极其重要的角色，特别在制冷空调应用领域更是翘楚。
从传热的基本公式Q=KF△t可看出，换热量Q的增大可借助与之成正比的传热系数K的提高，传热面积F的扩大及传热温差△t的提高这三个方式来完成[4]。
可采取具有针对性的相关技术措施，来提升上述3条基本途径的传热效率的方法主要有5-6]：1）流体的流动情况产生改变；2）流体物性发生改变；3）换热表面情况产生改变。
借助粗糙度在传热壁面上的增加，及形状、大小、表面结构于换热面发生相变并在表面增加涂层可促进第3种方法的完成。
本文中，作者基于场协同原理并综合运用第3种方法进行了换热器换热性能的强化性针对翅片式管式的专门研究。
1 物理机制及场协同原理在对流强化上的体现1.1 对流强化所体现的物理机制热传导、热对流和热辐射可以归结为热量传递常运用的3种模式。
而翅片管式换热器在运行中，对流换热占主导的同时三种换热形式共同运转作用。
冷凝器翅片表面流体流动及换热过程的三维数值模拟
第 1 期 谢春辉等 :冷凝器翅片表面流体流动及换热过程的三维数值模拟 · 1 9 ·
图 5 平翅片表面温度场等值线图
图 6 波纹翅片表面温度场等值线图
过程比较柔和 ,引起温度场均匀分布 ;而采用波纹 翅片时 ,温度等值线分布紊乱呈狭长带状 ,在第一 排管束迎风侧翅片表面气流温度上升的较快 ,原因 是波纹翅片表面起伏变化 ,导致气流所受扰动较 强 ,换热过程比较强烈 ,引起温度场的分布不均而 且变化剧烈 。两者的共同点 :在迎风侧 ,温度场分 布稠密 ,温度递增显著 ,原因是此时流体与壁面温 差较大 ,换热较强烈 ;在背风侧 ,温度场分布稀疏 , 温度变化不大 ,原因是此时流体与壁面温差较小 , 换热趋于平缓 ;在尾迹区 ,由于发生绕流脱体而产 生回流 、涡流和涡束的扰动 ,气流温度最高 ,接近管 壁温度 。这些符合气体横掠叉排管束的流动特点 , 也符合换热器换热的一般规律 。
1 引言 管翅式换热器在制冷空调行业中常被用作冷
凝器 ,其结构是在铜管外侧套加翅片 ,而翅片的几 何形状及结构对换热器的流体力学特性和热交换 效果有重要的作用 ,对由不同翅片组成的换热表面 进行流体力学及换热性能研究 ,具有十分重要的意 义 。随着计算机应用技术的飞速发展 ,采用 CFD 技术对各种实际问题进行模拟计算 ,所得结果可信 度高且方便快捷 。CFD 方法在流体力学及传热方 面的研究越来越得到重视和应用 。本文利用 CFD 软件 FL U EN T 对管翅式换热器的平翅片和波纹 翅片表面的空气流动及换热过程进行了数值模拟 , 研究了不同翅片的几何结构参数对翅片表面流体 流动特性和换热的影响 。 2 物理问题及数学描写
笔记本电脑散热器翅片结构性能分析
笔记本电脑散热器翅片结构性能分析作者：沈喜源王文杨书政来源：《硅谷》2013年第04期摘要从场协同原理的基本概念出发，结合基本认识，开发出满足制造工艺的强化传热结构翅片，能够有效降低翅片温度。
本文就是根据场协同论原理，在翅片上设计出适当肋，如开缝，打凸包，并移动肋的位置，运用仿真软件来分析哪种结构能够最大限度降低翅片温度，并实验论证了场协同原理有效性。
关键词场协同；对流换热；FloEFD；仿真中图分类号：TP332 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-028-31 笔记本电脑散热器翅片现状目前笔记本电脑散热器已经发展到热管+翅片型散热器。
借由热管做热传输路径，将热量传输到翅片上，再由翅片将热量散发到外界环境。
散热区域的关键是翅片。
2004年，胡俊伟，丁国良针对平直肋片、开缝肋片利用Star-CD 软件进行了数值模拟，并用场协同理论进行分析。
2005年，李惠珍，屈治国等人对2排X型双向开缝翅片管换热器进行实验研究，结果表明，开缝翅片的有效传热根本原因是翅片开缝后改善了速度与温度梯度的协同性。
2008年，张京兆、陶文铨等人建立了四个模型对圆形开缝肋片与矩形开缝肋片进行了比较分析计算，得出结论：相同雷诺数下，三种开缝圆肋的场协同性均优于方肋开缝翅片。
针对目前笔记本电脑使用最广泛的CPU风冷散热器，本文以笔记本电脑某款散热器作为实验研究对象，采用数值模拟和实验研究方法测试分析翅片散热性能。
笔记本电脑散热器由铜块，结构件，热管，翅片组成（如图1所示）。
铜块：借助铜的高导热率，将热量从芯片表面传导到铜块上。
熱管：类似电学上的导线，将热量从铜块处传递到散热区域（翅片）。
结构件：为物理化的散热器组件提供锁固，支撑作用。
翅片：在一定体积下提供足够大表面积的散热区域，本文翅片材料选择为铝。
依据现今笔记本电脑散热器现状，采用无源技术来降低翅片温度。
本文使用在翅片上增加凸包，半开缝，开缝等无源强化方式，对散热器翅片进行优化。
板翅式换热器平直翅片传热特性
2017年第24卷第7期板翅式换热器平直翅片传热特性闫勃东(华西能源工业股份有限公司，四川自贡643001)摘要：采用CFD数值模拟方法，研究了翅片结构参数对板翅式换热器的表面传热和流体阻力特性的影响。
研究表明，当流体被加热时，翅片通道内部靠近固体壁面的流体温度较高。
通道中心主流体区温度较低。
流体在翅片通道内的温度呈一定梯度。
随着翅片高度和翅片间距的增大平直翅片的表面因子和摩擦因子增大。
研究结果可为板翅式换热器的优化设计提供理论支持。
关键词：板翅式；平直翅片；CFD数值模拟Plate-fin heat exchanger of straight fin heat transfer characterisYAN Bodong(China Western Power Industrial Co. ,Ltd,Zigong643001 ,China)Abstract：By the way of CFD numbericalsimulation,research the effect that fin structure do for heat exchanger5s surface heattransfer and fluid resistance c h aracteristics.Studies have shown that,when the fluid is heated.The fluid near the solid wall insidefin channel has high temperature.Mainstream area of channel center has low temperature.Temperature of fluid in fin channel isa certain gradient.With the fin height and fin pitch increase,the surface factor and friction factor of straight fin increase.The results can provide theoretical support for the optimization of the design of the plate-fin heat ex Key words：plate-fin；staight-fin；numerical simulationdoi：10. 3969/j.issn.1006 - 8554. 2017.07.007〇引言板翅式换热器是一种紧凑的高效换热器，它具有结构紧 凑、轻巧、传热效率高、适应性强等一系列优点。
H型翅片管传热与阻力特性数值模拟以及场协同原理分析
H型翅片管传热与阻力特性数值模拟以及场协同原理分析宋景慧;王帅;宋杰【摘要】针对国内外研究人员对 H型翅片管传热与阻力特性的研究结果差异较大以及对翅片厚度研究较少的情况,根据电站锅炉低温省煤器的运行工况,采用FLUENT软件计算低温省煤器横截面积恒定的6种H型翅片管的传热和流动阻力特性的变化规律.将数值模拟结果与采用其他文献计算方法以及实验关联式所得的结果进行对比,并利用场协同原理进行分析.结果表明:当 H型翅片管横截面尺寸为2 mm×50 mm 时,换热区域温度场和速度场的协同性较高、流动阻力较小,因此其综合传热性能较优.%In allusion to differences between research results about heat transferring and resistance characteristics of H-finned tube at home and abroad and less research on fin thickness,this paper uses FLUENT software to calculate variation laws of heat transferring and flow resistance characteristics of six kinds of H-finned tubes of the low temperature boiler economizer with constant cross section area according to operational condition of the economizer in the power station.It compares re-sults of numerical simulation with those of literature methods and experiments,and uses field synergy principle for analysis. Corresponding results indicate that when the cross section size of the H-finned tube is 2 mm×50 mm,synergy of the flow field and temperature field in the heat transferring area is high and flow resistance is small,which means better comprehen-sive transferring performance.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2018(031)001【总页数】5页(P6-10)【关键词】H型翅片管;低温省煤器;传热特性;阻力特性;场协同;数值模拟【作者】宋景慧;王帅;宋杰【作者单位】广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;华北电力大学能源与机械工程学院,河北保定071000;华北电力大学能源与机械工程学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TK11电站锅炉常采用扩展受热面的方法来增加尾部受热面的传热温差，强化换热效果，减小流动阻力。
平直翅片管传热与阻力特性的数值研究毕业论文
平直翅片管传热与阻力特性的数值研究毕业论文目录摘要 ................................................................................................... 错误！未定义书签。
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第一章绪论 . (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2翅片管强化传热的数值解法 (4)1.3平直翅片管换热器的研究进展及成果 (7)1.4本文的主要研究内容 (11)第二章平直翅片管换热流动模型建立与分析 (12)2.1平直翅片管换热与流动特性物理过程的描述 (12)2.2平直翅片管换热器物理模型的建立 (12)2.3平直翅片管数学模型描述与简化假设 (14)第三章基于Fluent平直翅片管数值模拟及CFD简介 (18)3.1常用数值计算方法简介 (18)3.2CFD概述 (20)3.3FLUENT软件概述及GAMBIT简介 (22)3.4平直翅片管基于FLUENT数值模拟 (24)第四章平直翅片管数值计算结果及数据分析 (27)4.1迭代残差图 (27)4.2雷诺数对平直翅片管换热与压降特性的影响 (27)4.3翅片间距对平直翅片管换热与压降特性的影响 (32)4.4管排数对平直翅片管换热与压降特性的影响 (33)4.5管排横向间距对平直翅片管换热与压降特性的影响 (35)4.6管排纵向间距对平直翅片管换热与压降特性的影响 (38)4.7管排方式对平直翅片管换热与压降特性的影响 (40)结论 (43)参考文献 (44)外文原文 (47)中文翻译 (53)第一章绪论1.1课题背景及研究意义1.1.1强化传热技术概述强化传热是上世纪六十年代开始蓬勃兴起的一种改善传热性能的先进技术。
双排平直翅片管换热器换热和流动性能的三维稳态模拟
了比叉排管换热器大的尾流区面积 ， 因而前者的换热效果 比后者差。在几何 参数 中， 翅片 间距对
换 热 量 的影 响最 为显 著 ， 因为 翅 片 间距较 大 时， 前 和 管侧 会 产 生 向 下游 移 动 的 马蹄 形 漩 涡 ， 管 显
著 强化 了换 热 ； 流动 方 向或垂 直 于流动 方 向的 管 间距 的减 小 ， 增 大前排 管尾 流 区对后 排 管 的影 会
究， 结果表明： 当管排数小于 ４时 ， 传热性能和压降与翅片间距和 。 密切相关 绕柱体流动时， 卫； 尾流区
可能 存 在流体 脱 离 、 涡 等现 象 ； 气 流过 单 排 管 换 热器 的翅 片 问通 道 时 ， 型 受 翅 片 间 距 的 显 著影 漩 空 流
响， 并进一步影响了传热性能和压降 ； 对于单排叉排平直翅片管换热器 ， 管前部和后部的流型对传热性 能和压降影响非常显著 。文中对双排平直翅片管换热器的传热和流动性能进行三维数值模拟 ， 分析叉 排和顺排的布置方式 、 和换热器结构参数对传热性能 的影 响， 为空调换热器的优化设计提供可靠的依
图中， 空气以速度 、 温度 （ 二者都为定值 ） 从距翅片前端 Ｄ ８的 Ａ Ｃ ／ Ｂ Ｄ平面流入 ， 经过翅管换热 ， 然后 由距 翅 片后 端 Ｄ ８的 Ｅ Ｇ ／ Ｆ Ｈ面 流 出 。这 里 的计算 采用 直角 坐 标与 圆柱 坐标 ２个 坐标 系统 。２个坐 标 系统的原点为同一点 ， 为管的轴线与平面 Ｂ Ｇ Ｃ Ｆ的交 点。Ａ Ｆ Ｂ Ｅ与 Ｃ Ｈ Ｄ Ｇ平面距管轴线的距离设为管间
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第２ 卷 第３ ８ 期
２０ ０ ８年 ９月
西 安 科
技
大 学 学 报
Ｖ０． ８ Ｎｏ ３ １２ ． Ｓｐ ２０ ｅ ．０ ８
开缝翅片管式换热器的换热与流动特性数值模拟
开缝翅片管式换热器的换热与流动特性数值模拟作者：张小青来源：《教育教学论坛》2016年第05期摘要：翅片管换热器是一种高效换热器，为了进一步强化换热，对翅片换热器进行不同形式的开缝。
采用CFD模拟方法对七种不同开缝形式的翅片管换热器流动和换热进行了数值模拟。
根据计算结果分析了不同开缝形式换热器的压降和温度分布，经过比较分析，最终确定了最佳的开缝形式。
关键词：翅片管式换热器;强化换热;开缝;CFD模拟中图分类号：TK ; ; 文献标志码：A ; ; 文章编号：1674-9324（2016）05-0283-02一、前言随着科技、工艺的发展和能源的短缺，工业对换热器的依赖性越来越大，要求换热器设备紧凑、高效、轻巧，这促使人们去研究新型高效换热器，其中翅片管换热器是人们研究得最多的高效换热器之一。
经过多年的发展，翅片管换热器的管外翅片由无缝平直翅片发展成波纹翅片、百叶窗式翅片、开孔翅片，开缝翅片等多种高效形式。
相关学者对开缝翅片进行了一些研究。
蒋翔、李晓欣等人分析了在不同应用条件下翅片管的应用情况，并给出了应用结果，为翅片管换热器的应用方法提供了借鉴[1];徐百平、吴清鹤等人建立了双缝翅片管翅式换热器三维物理模型，对换热器内的流动与传热进行了数值模拟研究。
结果表明，双缝片可使传热提高22.7%～42%[2];Ju-Suk B、Jinho L等人通过安排翅片位置和改变翅片特性来研究翅片造成的压力降和传热特性，分别研究了百叶窗式翅片、双边开缝翅片、单边开缝翅片和无缝翅片的JF 因子[3]。
本文主要是通过对翅片管换热器进行模拟计算，研究其开缝形式和开缝大小对流动和换热性能的影响，最终确定合适的开缝翅片形式。
二、翅片管换热器模型的建立与计算1.确定模型。
本文所研究是某款空调室外机所用的翅片，所选用的翅片管式换热器初始结构参数如表1所示。
管束采用叉排形式，且成等边三角形分布，任一相邻两管的间距为25mm，管外径9.52mm，管壁厚1.2mm，翅片厚1mm，翅片间距为3mm。
平直开缝翅片和波纹翅片管换热器换热特性的数值模拟
平直开缝翅片和波纹翅片管换热器换热特性的数值模拟宋源; 李士雨【期刊名称】《《化学工业与工程》》【年(卷),期】2019(036)002【总页数】7页(P66-72)【关键词】数值模拟; 平直开缝; 正弦波纹; 努塞尔数【作者】宋源; 李士雨【作者单位】天津大学化工学院天津300072【正文语种】中文【中图分类】TK124翅片管式换热器高效的传热特性使其广泛地应用于化工制冷、供热、通风等行业中，优化翅片管换热器设计，提高其效率和紧凑性也成为了工程设计和理论研究人员不断追求的目标［1］。
空气侧的热阻是影响换热器换热效率的主要因素，因此提高换热器效率就要提高空气侧的传热系数。
研究人员从改变翅片排列方式或改变翅片的形状，对翅片进行开缝或开孔等角度进行研究，设计出了波纹翅片管换热器和开缝，开孔型翅片管换热器。
国内外的学者们对不同翅片类型在不同工况下，对传热的影响因素做了诸多的研究。
Lozza等［2］对不同翅片形状换热器的换热能力在实验台上进行了实验，研究对象是有相同的管径与翅片几何尺寸，形状分别为平直翅片、波纹翅片和百叶窗形翅片的翅片管换热器。
结果表明翅片类型的不同明显影响着换热性能。
2009年，Naphon［3］采用数值模拟，研究波纹片结构参数对温度和流动分布的影响。
得出在热流条件一定情况下，波纹夹角的大小影响换热。
秦萌等［4］研究了波纹翅片穿圆孔对翅片管换热器换热特性的影响。
结果表明穿孔可以提高换热器的换热能力。
目前大多数研究主要集中在化工工业中应用的平直翅片和均匀倾角波纹翅片，对于正弦波纹翅片和平直开缝翅片研究的文献却很少。
而且研究主要集中在实验研究方面，数值模拟工作开展比较少［5］。
实验只能在一定范围内对换热及阻力进行研究，与之相比数值模拟具有很大的优势。
本研究通过数值模拟方法研究了空气在均匀倾角波纹翅片，正弦波纹翅片和平直开缝翅片表面流动的换热特性，并与在相同边界条件下平直翅片表面流动的换热特性的模拟结果进行了对比。