整体式穿孔翅片流场特性的数值研究

采用数值计算方法研究穿孔翅片表面空气侧流体的流动特性,获得不同雷诺数下穿孔翅片的速度分布云图、压力分布云图和流线分布图,并与平翅片进行对比分析。研究结果表明:在翅片上合适位置进行穿孔有利于强化传热,与平翅片相比,穿孔翅片的传热系数最大提高6.92%,最小提高2.46%。

三角形穿孔翅片对自然对流传热的强化作用

研究一种设置水平矩形翅片对自然对流传热的强化作用,翅片内含三角形穿孔,三角形的底边平行并朝向翅片顶端.比较了这种多孔翅片和同等实心翅片的热耗散率.考虑的参数包括翅片及其穿孔的几何尺寸和热性能.讨论了翅片穿孔后引起的传热强化和翅片重量的减轻.结果表明,在某些三角形穿孔和穿孔间距的值域内,穿孔翅片改进了同等情况实心翅片的热耗散.当翅片导热率及其厚度增大时,穿孔翅片的传热也强化.

穿孔翅片水冷散热器的流动传热数值模拟

本文针对传统直翅片散热器散热性能进行优化,利用COMSOL软件模拟研究了不同优化策略下穿孔直翅片散热器的传热性能,通过改变翅片孔径、间距、厚度及高度来探究散热器流动散热性能的影响,并得出该散热器的极限热流密度。结果表明穿孔有利于提高散热性能,在最优散热孔径1 mm时,散热性能相较直翅片提高8%。翅片孔径1 mm,间距0.2 mm,厚度1 mm,高度3 mm时,散热性能最优。散热最优组合在最大流量1.5 L/min时,极限热流密度为226.5 W/cm^(2),较传统直翅片散热器的极限热流密度提高了71%。

穿孔型翅片几何结构对换热性能的影响

采用正交试验与数值模拟相结合的方法,针对影响翅片管式制冷换热器翅片表面开孔的3个参数,孔型、开孔几何尺寸及开孔位置,确定了3种优化的穿孔翅片片型.以平翅片作为基础片型,分别将4种翅片用于管式制冷换热器.风洞试验表明,结霜工况下,1.5～5.2 m· s^-1的试验风速范围内,翅片表面开椭圆孔的翅片管式制冷换热器换热性能最好,其单位面积制冷量、翅片平均表面对流换热系数、压缩机能效比相对平翅片均有明显提高.以风速2.5m·s^-1为例,上述各值分别提高了37.8％,79.4％,25.0％.空气流过翅片管式换热器的平均阻力则降低了30.0％.

圆孔翅片管积霜工况下的制冷性能实验

实验研究证实,圆孔翅片管在无霜工况下的传热性能远优于平翅片管,但积霜工况下的传热与制冷性能是否优越没有得到实验验证。利用冰箱制冷系统,分别采用圆孔-半圆孔交叉翅片、圆孔翅片以及平翅片管式换热器,进行积霜工况下的传热和制冷性能对比性实验研究。考察了积霜过程对圆孔孔径大小的影响;分析比较了3种不同片型的有效制冷量、传热系数和实际制冷系数;比较了强化翅片的节能效果;采用有限元法求解出翅片效率,并分离求出实际对流换热系数,从而揭示了翅片表面的实际换热情况。结果表明:与平翅片相比,当最窄截面风速为0.5 m/s时,积霜工况下,圆孔翅片的传热系数平均提高了11.53%;对流换热系数平均提高了18.84%;实际制冷系数平均提高了6.83%;有效制冷量平均提高了6.02%;节省电能6.39%。圆孔翅片是3种片型中的最优片型。