翅片散热器和针形散热器性能对比研究
翅片式与微流道式散热器散热特性及应用研究
翅片式与微流道式散热器散热特性及应用研究翅片式和微流道式散热器是目前常用的两种散热器设计,它们具有不同的散热特性和应用领域。
本文将从结构、流动特性、热传导等方面对翅片式和微流道式散热器的散热特性进行比较,并讨论它们在不同领域的应用研究。
首先,翅片式散热器是一种多层排列的金属翅片结构,通过扩大散热表面积来提高散热效果。
翅片的排列可以是平行、交错或螺旋形式,这取决于具体的设计需求。
翅片式散热器的散热效果主要依靠热对流和热辐射来实现,其适用于处理器、显卡等电子设备的散热。
其次,微流道式散热器是一种通过微小通道来增强流体与散热器之间的热传导的散热器。
微流道的尺寸通常在微米级别,具有高比表面积和低流体阻力的特点。
微流道式散热器主要通过对流传热来散热,其具有较高的传热系数和快速响应的特点。
微流道式散热器广泛应用于LED照明、锂电池等领域,因其高效散热的特点,可以有效降低设备的工作温度。
在流动特性方面,翅片式散热器和微流道式散热器存在一些差异。
翅片式散热器在流体过程中,流体从翅片上流过,在翅片间有较大的间隙,使流动阻力较低。
而微流道式散热器的微小通道会引起较大的流阻,因此在设计过程中需要考虑流体的压力损失。
此外,微流道式散热器中的微小通道也会导致流体流动的分层现象,进一步增加了对流传热的效果。
在热传导方面,翅片式散热器和微流道式散热器也有一些不同。
翅片式散热器主要依靠翅片与流体的热对流来散热,因此其热传导主要受翅片材料的热导率和翅片间的间隙大小影响。
而微流道式散热器中的微小通道可以增强热传导,使得散热器具有更高的传热系数。
此外,在微流道式散热器中,由于流体与散热器的接触表面积很大,因此可以实现更快的热传导速度。
在应用研究方面,翅片式散热器已经在电子设备的散热领域得到广泛应用。
其结构简单,制造成本较低,适用于小型电子设备的散热需求。
而微流道式散热器由于其高效的散热特性,逐渐在LED照明、锂电池等领域得到应用。
研究人员通过调整微流道的尺寸和结构,优化流体流动方式,进一步提高微流道式散热器的散热性能。
散热器翅片长度对散热能力影响的仿真
散热器翅片长度对散热能力影响的仿真散热器是一种用于散热的装置,主要用于电子设备、发动机和其他高功率设备的冷却。
散热器通常由多个平行排列的翅片组成,这些翅片能够增加散热器的表面积,从而提高散热效果。
本文将通过仿真,研究散热器翅片长度对其散热能力的影响。
首先,我们需要建立散热器的数学模型。
假设散热器的翅片是平行排列的,翅片之间的间隔很小,可以忽略不计。
我们将翅片的长度设为L,宽度设为W,厚度设为T。
散热器的底部和顶部是平行的,设为温度T1和T2根据热传导定律,散热器翅片上的热流密度Q与温度差ΔT成正比,与翅片长度L、翅片宽度W和翅片厚度T成反比。
具体而言,可以使用如下公式来表示:Q=k*(T1-T2)*(L/(W*T))其中,k是散热系数,表示材料的导热性能。
为了研究散热器翅片长度对散热能力的影响,我们需要进行数值仿真。
可以使用计算机软件如ANSYS或COMSOL Multiphysics来进行仿真。
首先,我们需要将散热器的几何参数输入到仿真软件中,包括翅片长度L、宽度W和厚度T,以及底部和顶部的温度T1和T2然后,我们需要设置材料的导热系数k。
根据散热器的实际材料,可以通过文献或实验来获取这个数值。
接下来,我们需要设置边界条件。
底部的温度T1是已知的,可以设置为一个固定值。
顶部的温度T2是未知的,需要通过仿真计算得到。
我们可以假设初始时T2与T1相等。
然后,我们可以进行数值迭代计算。
首先,根据已知的边界条件和翅片的几何参数,计算出翅片上的热流密度Q。
然后,根据热传导定律,计算出翅片顶部的温度T2、再次计算翅片上的热流密度Q,然后更新翅片顶部的温度T2、重复这个过程,直到计算结果收敛。
最后,我们可以根据仿真结果,分析散热器翅片长度对散热能力的影响。
可以绘制翅片长度L与散热能力之间的关系曲线,观察其变化趋势。
同时,可以定量地计算出散热器的散热能力,如平均散热功率或温度降。
根据这些结果,可以优化散热器的设计,以提高其散热性能。
两种形式散热器的比较
两种形式散热器的比较
最近对针式散热器比较感兴趣,因此做了一下对比分析。
主要是跟最常见的肋片式散热器做一下对比。
随手用CREO拉了3个散热器以及流道,正好把散热器包裹:
基板尺寸均为50mm*50mm*4mm,鳍片高度均为21mm。
1、肋片式散热器鳍片间距a、齿厚b,换热面积为c;
2、pin_fin式散热器一圆柱间距为a、直径b,换热面积为d;
3、pin_fin式散热器二圆柱间距为e、直径f;换热面积为c;
采用从上往下吹风的方式,在基板后面设置500W热源。
以下为仿真结果:
从仿真结果可以看出:
pin_fin式散热器圆柱达到一定高度,温度不再变化,因此与肋片式相比,高度可以做低一些,达到减小产品体积的目的。
读取压损以及热阻数值:
1、肋片式散热器与Pin_fin式散热器一(结构同规格),热阻几乎一致(pin_fin式散热器虽然紊流度增加,但翅片换热面积减少),pin_fin式散热器流阻更小,达到35.3%;
2、肋片式散热器与Pin_fin式散热器二(换热面积相同),pin_fin 式散热器热阻降低了24.6%,流阻增大了17.7%。
综上所述:
针式散热器跟肋片式散热器比起来,性能还是有优势的。
从成本角度来考虑:针式散热器几乎只能用冷锻的方式来加工,成本较高,比型材散热器至少要贵50%,从性能及成本综合来看,好像性价比不是那么高。
但是针式散热器还有一个优点,就是体积可以做小,因此用到附加值高且空间受限制的产品中,还是比较合适的。
各位有什么想法欢迎在留言区留言。
翅片管散热器材质特点
4.壁厚§≥2.5mm 的钢管散热器,可以与采暖 系统所用钢管统一要求
5.有可靠内防腐的钢、铝产品,可根据处理工 艺的可靠性适当扩大使用范围
通过以上两点内容,综合比较不难得出目,钢
制材质的翅片管散热器和铜复合材质的翅片管散
热器是最好的选择,同时这两款材质的翅片管散热
器是目前市场上最流行的翅片管散热器。
各材质翅片管散热器及特点
铸铁翅片管散热器:热惰性好、机械强度大、
耐腐蚀使用寿命长等优点;外观审美疲劳、笨重、
内腔粘砂容易损坏温控装置。而且生产制造不环
保,国家已经不提倡使用了。钢制翅片管散热器:
存水量大,散热效果比较好,重量轻、喷塑表面美 观、形式丰富多样、强度高;对供热系统有要求(系
统补水量)、如果系统不好容易产生氧腐蚀铜铝复
翅片管散热器材质特点
E1E6K 翅片管散热器 翅片管 换热器空气热交换器翅片管
翅片管散热器的类型有好多种,随着老式翅片
管散热器的逐渐淘汰,新型翅片管散热器的不断问
世,翅片管散热器不管是在材质上还是工艺上都有
了很大的变化和改观。面对这么多的不同材质的翅 片管散热器作为装修户该如何去选择。
重量轻,但易氧化腐蚀漏水。
不同材质翅片管散热器水质要求
1. 壁 厚 § =1.2~1.5mm 钢 制 散 热 器 :
PH=10~2;O2≤0.1mg/l
2.铜管(挤压扎制拉伸紫铜管 )产品: PH=7~8.5;CL-、SO42-≤100mg/l
3.铝制产品:PH=5~8.5;CL-、SO42-≤100mg/l
合翅片管散热器:耐腐蚀,散热量大,散热速度快,
比钢制的更轻、更美观,比较高。铝合金翅片管散 热器:传热能力强,耐酸、耐氧化,但易发生碱性
不同翅片形式管翅式换热器流动换热性能比较
不同翅片形式管翅式换热器流动换热性能比较摘要:随着制冷空调行业的发展,人们已经把注意力集中在高效、节能节材的紧凑式换热器的开发上,而翅片管式换热器正是制冷、空调领域中所广泛采用的一种换热器形式。
对于它的研究不仅有利于提高换热器的换热效率及其整体性能,而且对改进翅片换热器的设计型式,推出更加节能、节材的紧凑式换热器有着重要的指导意义。
由于翅片管式换热器在翅片结构形式和几何尺寸的不同,造成其换热性能和阻力性能上的极大差异。
本文概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型(平直翅片、波纹翅片、开缝翅片、百叶窗形翅片)的换热及压降实验关联式及其影响因素,对不同翅片形式的管翅式换热器的换热及压降特性的实验关联式进行总结,并对不同翅片的流动换热性能进行了比较。
正确地选用实验关联式及性能指标,将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。
关键词:翅片形式;管翅式;换热器;关联式;流动换热性能Study on heat transfer and flow characteristics of fin-and-tube heat exchangers with various fintypesAbstract:With the development of refrigeration and air conditioning, high efficiency, energy saving and material saving compact type of heat exchanger is development, as one kind of compact heat exchanger, fin-and-tube heat exchanger has a wide application in future. It is necessary to develop compact heat exchanger which is more energy saving and material saving to improve the heat exchanger thermal efficiency and the overall performance of heat transfer.This paper summaries the heat transfer and pressure drop correlations of different fin surfaces, and the corresponding influencing factors. The heat transfer and friction characteristic of these kinds of fin types are compared, and the results show the difference of these fin types. The appropriate correlation and evaluation criterion will provide reliable foundation to the design and optimization of compact heat exchangers.Key words:Fin-and-tube heat exchanger; Heat transfer and flow characteristics; Experimental correlations; Comparison目录1 绪论 (2)1.1课题背景及研究意义 (3)1.2管翅式换热器简介 (3)1.3管翅式换热器的特点 (4)1.4 管翅式换热器的换热过程 (4)1.5研究现状 (5)1.5.1国外实验及模拟研究进展 (5)1.5.2国内研究现状和数值模拟 (6)1.5.3管翅式换热器及发展趋势 (8)1.6 管翅式换热器的不同形式的翅片研究现状 (9)2影响翅片换热和压降性能的主要结构因素 (11)2.1翅片间距对换热特性和压降特性的影响 (12)2.2管排数对换热特性和压降特性的影响 (12)2.3管径对换热特性和压降特性的影响 (13)2.4管间距对换热特性和压降特性的影响 (13)3.不同翅片经验关系式总结及比较 (14)3.1 平直翅片经验关系式的总结 (14)3.2 波纹翅片经验关系式的总结 (18)3.3 百叶窗翅片经验关系式的总结 (23)3.4 开缝翅片经验关系式的总结 (26)4.四种翅片经验关系式比较 (31)结论 (38)参考文献 (40)致谢 (44)1 绪论1.1课题背景及研究意义换热器是国民生产中的重要设备,其应用遍及动力、冶金、化工、炼油、建筑、机械制造、食品、医药及航空等各工业部门。
翅片式与微流道式散热器散热特性及应用研究
翅片式与微流道式散热器散热特性及应用研究翅片式散热器是一种常见的散热设备,它通过在散热片上设置一定数量的翅片,增加了表面积,提高了散热效率。
而微流道式散热器则是一种新型的散热设备,采用微纳米技术制造,具有微小的流道尺寸和高比表面积,能够实现更高的散热效果。
翅片式散热器的散热特性主要取决于翅片的形状、数量和布局。
翅片的形状通常采用直翅片、弯翅片或曲线翅片等,以增加热交换的表面积。
翅片的数量和布局则影响了翅片之间的间距和通风情况,进而影响了散热效果。
翅片式散热器通常适用于散热功率较小的电子设备,如手机、笔记本电脑等。
微流道式散热器具有流道尺寸微小和较高的比表面积的优势。
微流道式散热器通常采用多个平行流道的结构,使流体能够在微小的通道中流动,从而增加了热量与流体之间的热交换。
同时,微流道的高比表面积也使得散热器能够更好地将热量传递给周围环境。
微流道式散热器适用于散热功率较大的电子设备和高性能计算机等。
翅片式散热器和微流道式散热器都有各自的优点和适用范围。
对于散热功率较小的电子设备,如手机、笔记本电脑等,翅片式散热器由于其结构简单、成本低廉,常常被采用。
而对于散热功率较大的电子设备和高性能计算机等,微流道式散热器由于其高效的热传导能力和较小的尺寸占用,更适合应用。
此外,翅片式散热器和微流道式散热器还可以通过其他方式来提高散热效果。
例如,可以通过增加电风扇或水冷系统来增强热风的传导和散热效果。
同时,也可以结合使用两种散热器,通过各自的优势来提高整体的散热效果。
综上所述,翅片式散热器和微流道式散热器是常见的散热设备,它们在结构和原理上有所不同。
通过选择合适的散热器,并结合其他的散热方式,可以有效提高电子设备的散热效果,保证设备的正常运行。
但在选择散热器时,还需要考虑到散热功率、散热场景和成本等因素,以便选择最适合的散热方式。
散热器(肋片)研究报告
研究总结报告——散热器(肋片)仿真总结一、研究内容散热器设计是决定散热器效能的最重要因素,从散热的过程来看,分为吸热、导热、散热三个步骤。
热量从芯片中产生,散热器与芯片接触端要及时吸取热量,之后传递到散热片上或其它介质当中,最后再将热量发散至环境当中。
因此,散热器设计应从这三个步骤入手,分别将吸热、导热、散热的性能提升,才能获得较好的整体散热效果。
常见的肋片形式有以下几种:平行矩形直肋、平行矩形针肋、交错矩形针肋、平行圆柱针肋、交错圆形针肋。
他们的适用场合、生产工艺、散热性能各不相同,本文就常见强迫风冷散热形式建模,仿真分析以上几种肋片形式散热器的散热性能。
肋片尺寸直接约束着肋片的散热性能,其影响可以在肋片传热的近似解中看到。
图1是常见的矩形等截面直肋的形状尺寸示意图。
图 1 矩形直肋形状尺寸示意图设温度在与x轴垂直的截面上均匀分布,即只是x的函数,肋片导热系数为k,肋表面对周围流体的换热系数为h,周围流体温度为tf,肋根温度为t0,截面不变(等截面面积Ac和周长U为常数),肋厚为U,肋厚为δ。
把肋片的某一微元体dx视为稳态系统,设单位时间导入、导出微元段的热量为Qx和Qx+dx,微元段向周围介质的对流换热热量为Qc,根据能量守恒原理,其热平衡关系为(1-1)根据文献[26]中的推导,可得到肋片的肋效率为(1-2)设肋片表面积为A1,两肋之间的平壁面积为A2,则肋片总换热面积Ah为(1-3)两肋之间平壁温度为t0,肋片表面温度为tl(仍假设沿肋横截面的温度均匀分布,但沿肋x方向tl不是常数),则肋片表面的对流换热热流量为(1-4)式中,为肋表面的平均温度。
根据肋效率的定义,可用肋效率表示成(1-5)于是式(5-4)可变为(1-6)肋片的数量主要是影响肋片与地面的接触面积和类间距两方面,从而改变散热器的散热性能,增加肋片数量,会增大肋片与底面的接触面积,但同时会减小肋间距,所以这一矛盾的存在预示着肋片数目存在着一个最佳数目值,这个值使散热器的散热效率达到最高。
翅片管散热器的用途
翅片管散热器的用途
翅片管散热器是一种采用具有一定形状的膜翅片组成的空气冷却散热器。
它具有重量轻,制造方便,热损耗小,传热效率高,可靠性好,耐压强度高等特点,在电器设备冷却
领域受到越来越多的关注。
翅片管散热器的主要用途如下:
一、直流电机的散热:直流电机的散热一般采用翅片散热器,可以有效减少电机的温度,延长电机的使用寿命。
二、电路板的散热:电路板的散热采用翅片散热器,能够起到像换气扇一样的作用,
可以迅速将热量从电路板上散去。
三、锂电池的散热:多数锂电池在安装过程中,都需要加装散热器以保证锂电池的稳
定工作。
翅片管式散热器可以有效降低流动态下锂电池的工作温度,保证锂电池正常工作。
四、光伏逆变器的冷却:光伏逆变器在太阳光照射下一直处于工作状态,如果温度过高,就会影响它的正常运行,因此,必须对其进行冷却处理。
翅片管式空气冷却散热器可
以有效降低光伏逆变器的工作温度,保证光伏逆变器的正常工作。
五、蒸汽发生器的冷却:蒸汽发生器的工作温度一般会达到600℃,这种高温情况下,就需要有效的冷却技术。
翅片管式空气冷却散热器可以有效降低蒸汽发生器的工作温度,
从而有效降低其热力学效率。
翅片管散热器具有上述众多优越特性,广泛应用于各种电气设备、电力控制系统及光
伏设备的冷却降温处理,具有广阔的应用前景。
家用空调换热器翅片片型性能对比研究与应用
家用空调换热器翅片片型性能对比研究与应用文章主要介绍了家用空调换热器翅片相似片型的性能对比研究与应用,对平片型、波纹片型的换热能力,化霜、外观等进行对比研究,论证了波纹片型整体优于平片型翅片,新机型优先选用波纹片型翅片。
标签:翅片;片型;换热能力;换热器随着国家空调能效等级的提高,空调行业的快速发展,各种新机型如雨后春笋般大量涌现,提高换热器的换热能力是必然的发展趋势。
所以换热器新机型的开发需要提高换热能力,现在研究换热器翅片片型对换热能力的影响,采用换热能力强的片型。
1 现状调查翅片的作用是強化两器组件空气测的热交换效率,提高两器换热能力。
平片片型具有风阻较小,但换热性能相对于波纹片要差,结霜周期较长,化霜效果较好等特点;波纹片片型风阻大于平片,低片距时化霜效果较好,折弯抗倒伏能力好。
2 对比研究与应用拟对翅片平片与波纹片片型进行外观、性能等方面的对比研究。
外观对比:波纹片实际换热面积比平片增加5%。
性能对比:根据压焓p-h图分析,由于波纹片实际换热面积大于平片,导致换热器整体换热面积加大,可适当增大吸气过热度,焓差值加大,即制冷量加大。
原采用平片的共用机型中,不同冷量段及不同能效等级都选出两款主力机型:3P柜机、2P柜式机型、1.5P挂壁,安排换热性能及化霜试验的验证:按定频、变频、挂壁、柜机试制样机,在制冷制热能效、化霜等方面进行平片与波纹片的比较验证。
3 结束语在系统没有其它更改的情况下,直接更换冷凝器片型,不考虑生产导致的两台外机差导的情况下,波纹片外机所测各项试验结果比平片的结果都要好。
并且与前期压焓图分析,外机更换波纹片后,换热面积加大,产品能力(制冷、制热)不会减少的情况基本相符,能效的计算结果,包括制热HSPF都高于平片外机。
后续新机型外机统一优先采用波纹片片型,满足新能效。
参考文献[1]杨世铭,陶文铨,等.传热学[M].北京:高等教育出版社,2006:第10章.[2]曹玉章,邱绪光,等.试验传热学[M].北京:国防工业出版社,1998:116-119.[3]王启川.热交换器设计[M].台北:五南图书出版公司,2001:320-345.[4]吴志刚,丁国良,刘建,高屹峰,等.铜翅片换热器开发应用的分析[DB/OL].。
翅片式与微流道式散热器散热特性及应用研究
翅片式与微流道式散热器散热特性及应用研究
一.绪论
1、背景:电子器件的发展让人们对其长期稳定的使用提出了更高的要求,惰性系统对热的抵抗也成为了一个重要的问题,当温度升高时,导致电子器件工作失常或受损,电子产品的工作温度和使用寿命与其是否采用了有效的散热技术密切相关。
散热技术的发展迅速,其中翅片式散热器和微流道式散热器作为传热机理不同的散热器,各有特点,都具有良好的散热效果,在电子设备中也有着广泛的应用。
2、目的:本文研究的目的在于比较翅片式散热器和微流道式散热器的散热特性,结合技术和应用,为选择合适的散热器提供一些借鉴。
二、翅片式散热器散热特性及应用
1、翅片式散热器结构:翅片式散热器由基座、翅片和风扇组成,它们之间有紧密的接触,使得热量能够有效的流动到翅片表面,同时由风扇提供循环,将热量有效的输送出去。
2、翅片式散热器散热特性:由于翅片式散热器的表面积大、热传导系数高,而且带有循环风扇,相比其他散热器,其在散热方面有着优越的性能,它能够有效的消除电子器件产生的热量,从而保证电子器件的工作稳定性,而且其在合理结构设计的情况下,可以达到更高的散热效果。
翅片管特点
翅片管特点
翅片管是一种耐磨、耐腐蚀、耐高压的传热元件,具有以下特点:
1. 传热效率高:翅片管的主要作用是提高换热效率,通过在
换热管表面加装翅片,使传热面积比之前高出几倍甚至几十倍。
根据用户的实际需求,翅片管可以焊接在基管上,提高散热器的换热系
数,从而提高整个散热器的散热效率。
2. 使用寿命长:翅片管的原材料种类繁多,包括不锈钢、碳
钢、钛铜合金等,这些材料都具有很强的耐腐蚀性能,可以满足工业生产的需求。
此外,翅片管的使用寿命长,可广泛应用于石油化工、温室大棚、锅炉、工业、废气回收等领域中。
3. 耐温性能良好:翅片管的耐温性能取决于翅片和管子间的
接触热阻,而接触热阻关键在于两者之间的接触压力。
不同类型的翅片管在温度变化时,其接触压力和热阻会有所不同。
例如,绕片式的翅片张力随气温的提升而快速降低,因此接触热阻便快速提升;而双金属轧片式则能在比较大的温度范围内相对稳定。
4. 耐大气腐蚀能力强:翅片管的基管由翅片保护,以抵挡大
气腐蚀。
各种类型的翅片管因为保护的范围不一样,耐大气腐蚀的能力也就不一样。
5. 清洗方便:翅片管的气体侧的污垢清洗通常选用压缩空
气、水蒸气或高压水等方法。
004不同材质散热器性能分析比较
不同材质散热器性能分析比较天津市建筑设计院机电三所李骏龙摘要:本文通过比较不同材质散热的导热性能、耐压性能、金属热强度、水容量等参数,分析不同材质散热器的性能,结合实际案例,比较他们的优缺点,为今后在设计过程中散热器材质和类型的选择以及散热器采暖系统的设计提供一定的指导意见。
关键词:散热器,材质,导热性能,耐压性能,金属热强度,水容量0 前言散热器采暖是目前最主要的采暖方式,在我国已有近百年的使用历史。
散热器作为采暖系统中最常见的末端设备,是一种在高温、高压时能稳定运行的承压采暖装置,具有良好的散热性能。
通过流过较高温度的介质,使散热器表面温度升高,散热器周围空气温度随之上升,在室内形成冷热空气对流,室内温度在对流中逐渐上升至实际温度。
本文通过比较不同材质的散热器性能,为今后散热器采暖系统的设计提供一定的指导意见。
1散热器分类散热器的产品就材质而言,可分为以下几类:钢制散热器、铝制散热器、铸铁散热器、铜铝复合散热器等等;就形式、型号、规格而言,更是多种多样。
因此,如何选择适合于工程或系统的采暖散热器,直接关系到系统的技术合理性、经济实用行、安全可靠行等。
1.1铸铁散热器铸铁散热器材质为灰铸铁,按结构型式分为柱型、翼型、柱翼型和板翼型。
其优点是耐腐蚀性强,价位低,寿命长,热隋性较好,热容量大,升降温度缓慢柔和;其缺点是金属热强度低,消耗铸铁量大,生产工艺落后,产品相对粗糙。
1.2钢制散热器目前钢制散热器按款式分主要有板式和柱式两种,尤其是钢制柱式散热器,以其丰富的色彩以及漂亮的外观赢得了众多消费者的喜爱。
钢制散热器的优点是热工性能较好,耗钢量小,承压能力强,外观形式新颖,价位较低;缺点是内腔存在腐蚀隐患,使用条件和防腐蚀要求受到一定限制。
1.3铝制散热器铝制散热器主要有高压铸铝和拉伸铝合金焊接两种。
其优点是散热性能较好,节能的特点十分明显,耐氧化腐蚀性能好,不会污染供热水质,外形简洁,体积小重量轻,热效率高;缺点是价格较高。
散热器翅片长度对散热能力影响的仿真
散热器翅片长度对散热能力影响的仿真散热器是一种用于提高设备散热能力的主要设备,其性能直接影响到设备的正常运行和寿命。
散热器的设计中,翅片是起到散热作用的关键部分之一、本文将通过仿真分析散热器翅片长度对散热能力的影响。
首先,我们需要了解散热器的基本工作原理。
散热器通过热传导将设备产生的热量传递给散热器的翅片,再通过热对流的方式将热量传递给周围环境。
翅片的设计与安装方式直接影响到热量传递效率,从而影响到散热能力。
一般情况下,越长的翅片能够提供更大的表面积,从而增加热量传递的面积,提高散热效率。
但是,在实际应用中,翅片长度过长也会引起一些问题。
首先,过长的翅片会增加散热器整体的重量和体积,不利于散热器在有限空间内的安装。
其次,过长的翅片会增加热阻,导致热量传递不均匀,在一些区域发生热堆积,影响散热效果。
因此,对于散热器翅片长度的选择需要综合考虑多个因素。
为了更好地了解翅片长度对散热能力的影响,我们可以使用仿真软件进行分析。
在仿真中,我们可以通过建立散热器的三维模型,并设置翅片的长度参数。
然后,我们可以通过数值计算的方法,模拟热量在翅片中的传递过程,得出散热器的热阻和温度分布情况。
首先,我们可以选择一种常见的散热器材料,例如铝合金,来建立散热器的模型。
然后,根据实际需求,设置散热器的尺寸和翅片的数量,并确定初始温度和周围环境的温度。
接下来,我们将对散热器进行网格划分,将散热器模型离散化。
根据热传导定律,我们可以建立热传导方程,包括翅片的热传导和热对流的影响。
然后,我们利用数值计算方法,例如有限元方法,求解热传导方程,得到散热器的温度分布。
在得到温度分布后,我们可以计算散热器的平均温度和表面温度,进一步计算散热器的热阻。
通过改变翅片长度,我们可以对比不同情况下的散热器热阻的大小,并得到翅片长度对散热能力的影响。
此外,我们还可以通过绘制温度分布图和热阻曲线,直观地展示翅片长度对散热能力的影响。
通过这些仿真结果,我们可以对散热器的翅片长度进行优化设计,以得到最佳的散热效果。
各类电脑CPU散热器对比
各类电脑CPU散热器对比各类电脑CPU散热器对比在DIY电脑领域,很多玩家在装机的时候,注意力往往主要集中在关乎电脑性能的CPU,显卡,主板,内存,硬盘等核心硬件之上,对机箱电源,散热器等硬件往往不太在乎。
其实,在DIY电脑中,木桶效应是尤为需要注意的,忽视了散热器、电源等硬件,可能会导致整个主机平台的性能、稳定性乃至寿命,都产生影响。
今天主要给大家分享一下电脑CPU散热器的选择,在购买的时候,应该注意哪些等等。
一、什么是CPU散热器?散热器是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置,多由铝合金,黄铜或青铜做成板状,块状,片状,多片状等不同形状的散热片,再辅以风扇进行散热。
散热器在DIY硬件领域是一个极其重要的存在,如电脑中的CPU 要使用相当大的散热器。
了解电脑的朋友都只带,CPU(处理器)是计算机最核心的芯片硬件,由于其表面发热较大,因而需要配备散热器进行散热,CPU散热器则应运而生。
目前绝大多数台式电脑与笔记本电脑CPU上都配有散热器。
这主要是由于电脑CPU在工作的时候会产生大量的热量,如果不将这些热量及时散发出去,轻则导致电脑死机,重则可能将CPU烧毁,因此散热器也始终是众多硬件DIY们比较关心的话题。
二、CPU散热器的安装一般散热片在使用中要在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂,使元器件发出的热量更有效的传导到散热片上,在经风扇将散热片上的热吹散到周围空气中去。
而电脑CPU散热器的安装同样如此,在安装散热器前,需要再CPU表面上均匀的涂抹上一层导热硅胶,然后再将散热器安装在处理器表面。
三、CPU散热器的分类电脑CPU散热器根据其散热方式不同,可分为风冷、热管和水冷三种,其中风冷散热器是最常见的,而水冷则是近年来开始流行的高端散热器。
1、风冷散热器风冷散热器是目前电脑CPU散热器中,最常见的散热器类型,其优点是便宜又好用。
风冷散热器包括一个散热风扇和一个散热片。
其原理是将CPU产生的热量传递到散热片上,然后再通过风扇将热量带走。
各种散热器的散热效果、价格、工艺等方面的对比研究
各种散热器的散热效果、价格、工艺等方面的对比研究散热器是电脑系统中不可或缺的硬件之一,其作用是散去电脑系统中的热量,保证系统稳定运行。
随着电脑使用需求的变化,用户对散热器的性能、价格和工艺等方面的要求也越来越高。
本文将对当前市场上常见的几种散热器进行比较研究,分析其散热效果、价格和工艺等方面的优缺点。
1.风扇散热器风扇散热器是最常见的散热器之一,其通过一个或多个风扇将热量散发到空气中。
常见的风扇散热器有单风扇、双风扇和三风扇等不同型号。
风扇散热器的优点在于价格相对便宜,散热效果较好,制作工艺相对简单。
但是,在高负载下其散热效果会受到一定影响,且风扇本身会产生噪音,需要进行降噪处理。
2.水冷散热器水冷散热器是一种较为高端的散热器,它通过水泵将热量传导到散热器上,通过风扇将散热器上的热量散发到空气中。
水冷散热器的优点在于其散热效果稳定,不会受到环境温度的影响,且噪音相对较小。
但是,其价格较高,需要进行较为复杂的安装和维护。
3.外接式散热器外接式散热器是一种较为特殊的散热器,它通过将电脑主板外的热管贴在散热器上,将热量传导到散热器上,再通过散热器上的风扇将热量散发到空气中。
外接式散热器的优点在于其散热效果稳定,且可以节省内部空间,给后期的维护和升级带来方便。
不过其价格也较高,而且需要较为复杂的安装过程。
4.塔式散热器塔式散热器是一种散热效果较好,价格适中的散热器。
它通过塔状的设计将热量散发到散热器上,再通过装备于散热器上的风扇将其散发到空气中。
塔式散热器的优点在于其散热效果比风扇散热器要好,且噪音较小。
但是其价格较高,相对较大,不太适合小型电脑。
总体来看,不同种类的散热器都有其各自的优缺点。
对于用户而言,应该根据自己的需求和使用环境,选择适合自己的散热器。
同时,为了保证散热器的散热效果,用户还需要定期进行清洁和维护,并注意其工作环境和使用条件,避免因外力影响散热器的故障和损坏。
散热器翅片长度对散热能力影响的仿真
散热器翅片长度对散热能力影响的仿真散热器是一种用于散热的设备,其主要功能是通过热传导来减少设备的温度。
散热器的性能主要取决于其设计参数,其中包括翅片的长度。
本文将通过仿真来研究散热器翅片长度对其散热能力的影响。
首先,我们需要了解散热器的工作原理和设计要求。
散热器的主要目标是将设备产生的热量迅速传导到周围环境中,以保持设备的温度在安全范围内。
翅片是散热器的一个重要组成部分,其作用是增加散热面积,提高热量的传导效果。
为了研究散热器翅片长度对散热能力的影响,我们将使用计算流体力学(CFD)仿真方法进行模拟。
CFD是一种基于数值计算的流体力学分析方法,可以模拟流体运动和热传导等过程。
首先,我们需要建立一个散热器的几何模型。
我们可以使用计算机辅助设计(CAD)软件来绘制散热器的三维模型。
然后,我们可以使用CFD软件将模型导入其中,并设置流体和边界条件。
在进行仿真之前,我们需要确定一些参数。
首先,我们需要确定散热器的工作条件,例如设备产生的热量和周围环境的温度。
然后,我们需要选择适当的流体模型和边界条件,例如流体的物理性质和速度分布。
最后,我们需要选择合适的网格划分方法和网格大小,以确保仿真结果的准确性和计算效率。
在进行仿真之后,我们可以获得散热器在不同翅片长度下的温度分布和热量传输情况。
通过比较不同翅片长度下的结果,我们可以评估翅片长度对散热能力的影响。
根据实际情况1.翅片长度增加会增加散热面积,从而提高散热能力。
较长的翅片可以更好地将热量传导到周围环境中。
2.翅片长度增加也会增加阻力。
过长的翅片会导致流体在散热器中的流动阻力增加,降低流体的速度和散热效果。
3.翅片长度对散热能力的影响取决于其他设计参数和工作条件。
在一些情况下,较长的翅片可能并不会带来更好的散热效果。
最后,我们可以根据仿真结果来优化散热器的设计。
通过分析不同翅片长度下的散热能力,我们可以确定最佳的翅片长度,以获得更高的散热效果和更好的工作性能。
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。
液冷板折叠翅片用途
液冷板折叠翅片用途
液冷板折叠翅片是一种非常实用的散热元件,在很多领域应用广泛。
下面根据其用途,对其功能进行一一介绍。
一、电子行业
1. CPU、GPU 冷却器:液冷板折叠翅片通常被用于CPU、GPU冷却器上,通过其优异的散热性能可以有效降低CPU、GPU的温度,保证其
稳定运行。
2. 服务器降温:在大型数据中心中,服务器散热是非常重要的,而液
冷板折叠翅片可以通过提高散热效率来使服务器降温,从而保证数据
中心的正常运行。
二、汽车工业
1. 发动机冷却器:液冷板折叠翅片可以作为发动机的散热器,在发动
机高温工作时,通过其良好的散热性能可以有效降低发动机温度,防
止发动机过热,提高汽车的使用寿命。
2. 空调蒸发器:在汽车空调中,液冷板折叠翅片可以作为蒸发器,通
过将车内空气与冷却介质进行换热,从而实现车内空气的降温。
三、工业机械
1. 高压变压器冷却器:在高压变压器中,液冷板折叠翅片可以作为散热器,将变压器内部的热量散发出去,从而保证变压器正常工作。
2. 冷却塔填料:在工业冷却塔中,液冷板折叠翅片可以作为填料,通过将水与空气进行换热,从而实现对工业机械的冷却。
液冷板折叠翅片可以说是一个非常实用的散热元件,有着广泛的应用领域。
随着科技的不断进步,我们相信液冷板折叠翅片在更多的领域会得到应用和推广,从而发挥更加重要的作用。
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翅片散热器和针形散热器性能对比研究作者:张海娟王霞卢晨燕邹勇
来源:《河南科技》2018年第25期
摘要:本文利用Fluent对翅片散热器和针形散热器的散热性能进行了模拟。
结果表明:对平行翅片散热器,增大基板尺寸可以增大散热面积,但同时散热器的体积增加,从而使成本增加;针形翅片散热器相对于平行翅片散热器有更高的散热效率,热阻更低。
关键词:平行翅片散热器;针形翅片散热器;优化
中图分类号:TK172 文献标识码:A 文章編号:1003-5168(2018)25-0060-03
散热器的散热性能与其和空气的接触面积有关,又考虑到材料成本,所以在工业生产中一般采用翅片散热器,其中最常见的是铝及其合金或者铜材料制作的翅片散热器。
翅片散热器的散热性能与翅片的高度、宽度、厚度等参数都有密切的关系[1,2]。
本文运用数值模拟的方法对平行翅片散热器及针形翅片散热器的散热特性进行研究,并对平行翅片散热器的翅片进行优化设计,为散热器的实际应用提供参考。
3 结果与分析
3.1 基板尺寸对LED芯片散热的影响
设计了9种不同尺寸的基板,基板规格分别为:7mm×7mm×1mm、11mm×11mm×1mm、13mm×13mm×1mm、15mm×15mm×1mm、17mm×17mm×1mm、19mm×19mm×1mm、
21mm×21mm×1mm、23mm×23mm×1mm、25mm×25mm×1mm,散热翅片均采用厚度为
1mm,间隔1mm,高度5mm的平行翅片组。
对应翅片数目分别为4、6—13。
仿真显示,翅片数为4的模型的最高温度达到449K,超过了LED的正常工作温度,实际生产生活中不宜采用此种散热器。
除该模型外,其他散热器均能满足散热需求,并且随着散热面积的增加,芯片的结温随之降低,散热面积与结温的乘积近似为固定值,这与理论结果一致。
为了更好地对比这几种散热器的性能,图3给出了基板尺寸(翅片数量)与热阻及散热器体积、面积之间的关系。
从图3可知,当翅片数目为6~8时,热阻随基板尺寸增加而降低的幅度较大,之后再增加基板尺寸,热阻降低幅度减小。
模拟分析旨在得到耗材少而散热效果好的散热器,即散热器的热阻低,散热面积大,体积小。
从图3得出,随着散热器基板的增大,散热器的体积与散热面积近似同比增长,因此,无法得到体积小散热面积大的散热器。
3.2 散热器翅片优化
将基底为15mm×15mm×1mm的散热器模型的平行翅片改为针形翅片,将针形翅片阵列每个针翅的长宽都设为1mm,横向间隔为1.5mm,纵向间隔1mm,使针形散热器的散热面积与
平行翅片散热器的面积相同,实现在不改变散热面积的前提下减小散热器体积。
针形翅片模型如图4所示。
<C:\Users\hnkj\Desktop\河南科技(创新驱动)2018年第25期_103352\Image\image16_1.png>
图4 针形散热器模型图
仿真得到针形翅片散热器的最低温度为345.47K,最高温度为346.65K,热阻为
46.65K/W。
散热器体积为465mm3,散热面积为1 445mm2。
与相同散热面积的平行翅片散热器相比,热阻上升了0.83K/W,但其散热器体积显著降低。
因此,针形翅片散热器相对于平行翅片散热器有较好的散热效果,其温度分布如图5所示。
对比图1和图5发现,对于平行翅片模型,距离热源较远的翅片及基板部分,温度梯度较小,这部分区域基本起不到散热作用,说明平行翅片模型存在材料浪费的现象。
而针形翅片模型的最低温出现在基板四角针形翅片底端的很少一部分,即最远离热源的位置,从而达到优化的目的。
4 结论
本文利用Fluent对大功率LED的散热器进行模拟,结果表明:增大基板尺寸(整体加大散热器的体积)虽然能改善LED芯片散热,但其是建立在增大散热器耗材的基础上,因此增加了成本。
通过分析平行翅片散热器的温度分布,采用针形翅片代替平行翅片是一种十分有效的优化方案,在保证散热面积不变的情况下,可以有效减小散热器体积,降低耗材,同时对散热器的热阻无较大影响。
参考文献:
[1]Gondipalli S,Sammakia B,Lu S,et al. Fin-shape Optimization of An Impingement-parallel Plate Heat Sink[C]// Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems. IEEE,2010.
[2]胡明钰,吴懿平,杨卓然.大功率LED片式COB光源散热设计[J].电子工艺技术,2015(2):63-68.。