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http://www.diaochegongsi.com/ 清远升降车出租, 南海升降车出租,顺德升降车出租    风速不均匀性对散热器散热特性的影响?
新闻分类:行业资讯   作者:admin    发布于:2020-12-234    文字:【】【】【


         清远升降车出租, 南海升降车出租,顺德升降车出租    风速不均匀性对散热器散热特性的影响?   根据试验对散热总成出风口的风速测量,发现风速在出口平面上的分布呈现中心区域速度低,边缘风速相对较高的特点,本文基于此发现着重研究风速分布对散热模块散热特性的影响。


         空气流速不均匀性基本理论:  1 空气流速不均匀系数与散热阻力特性的关系效能-传热单元方法 ,也称为ε-NTU 方法。换热效能用以表达散热器的利用能力,表示了散热器实际散热量与其所能达到的最大散热量之间的比值:流体的质量流量;比热容;冷流体或者热流体在散热器中实际温差值中的较大者;散热器中的可能最大温差。使用传热单元数NTU 表示散热器传热能力大小:根据文献可知,采用ε-NTU 方法,散热器压力损失与流体入口流速成二次方关系,每个单元体在单位长度上的压力损失,U 、T 和WT 表示来流速度、温度与壁面温度;用xNu 、xRe 和rP 表55示Nusselt 数、Reynolds 数与Prandtl 数;表示温度梯度矢量T 与速度矢量U 之间的夹角。由此可得到场协同数cF 。 协同数表示传热过程中传热的强度,cF 值越大,传热效果越好。cF 除了取决于来流速度与温差外,还与温度场、速度场之间的协调程度有关。当速度、温度的模量U 、T 与其矢量的夹角的余弦值cos同时达到最大值时,cF 才会取到极值,传热效果最好。它们的夹角余弦值cos达到最大值1 时,此时温度场与速度场矢量同向,则它们的夹角为0。 当速度与温度梯度方向一致时,协同角为0 度,流体温度升高;当速度与温度梯度方向相反时,协同角为180 度,流体温度降低。根据场协同原理可知,温度场越发散,传热效率越低;温度场越均匀,传热效率越高,因此随着空气流速不均匀系数的增大,会导致散热模块压力损失的增大,也会导致散热模块传热效率的降低,此外,空气流速不均匀还会造成风扇噪音的增大。


   
         冷却风扇风速分布基本特征: 对风扇风筒模型进行风扇性能的数值仿真,数值计算收敛后,风扇速度云。引用本文布置方式Ⅰ的散热模块前20mm截面处某一时刻的风速云图。从风扇轮毂至叶片的叶中、叶尖风速逐渐增大,在风速轮毂处风速最低,叶尖处风速最高;在风扇轴向推力的作用下,来流空气在进入散热模块前的速度分布情况,在风扇轮毂处风速最低,叶尖至导风罩边界区域风速最高。



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         因此从风速分布云图看来,风扇轮毂区域风速较低,因此散热模块中心区域常常出现大面积的高温区,导致温度场均匀性减小,根据场协同理论可知,这将很大程度上降低散热模块的散热效率。为了进一步说明空气轴向速度在散热模块截面上分布的差异,将散热模块截面区域划分为8 个圆环区域,对模块进行数值仿真,提取各个环面的平均轴向速度,绘制成图,可以看出空气的轴向速度在散热模块截面上并不是逐渐增大的,实际上圆环区域5 的边界正对应于风扇叶尖,也就是说空气的轴向速度沿着叶片径向方向逐渐增大,到叶尖以外区域速度略有减小,至导风罩处又有增加的趋势,这种速度分布情况将降低温度场的均匀性,影响散热模块的散热效率。因此本章基于此现象设计方案研究风速不均匀性对散热器散热特性的影响。



           散热模块物理模型建立与网格划分 : 1 散热模块组合方案确定为验证风速不均匀性对散热模块散热特性的影响,本节以布置方式Ⅲ中的高温散热器和低温散热器建立了不均匀风速和均匀风速风筒模型,即方案A 和方案B。为了使方案B 获得均匀风速,与方案A 所不同的是方案B 舍去驱动风扇,均匀风速由入口边界条件指定,并将入风室与护风网的横截面保持一致以保证方案B 风速的均匀性。由于本章只对比研究各方案散热器的冷却空气温度、压力和速度特性,为减小计算机工作量的同时提高仿真的精确度,在保证仿真边界条件的准确性、一致性的条件下,可只对装载机散热器总成进行数值仿真,对方案A、B 采用同一方式建模,划分网格,定义边界条件等。



          散热模块风筒物理模型及数值仿真: 根据 提出的方案组合,建立的散热模块风筒物理模型,设置风室入口为速度入口边界,出口为压力出口边界,旋转域、导风罩和散热器冷侧出入口为interior,其余各面设置为wall 边界条件。对入风室,出风室以及旋转域采用Create Size Function 细化网格处理,最终网格数量约为321 万,方案A 散热模块风筒模型网格。网格将散热模块风筒模型网格文件导入计算流体力学软件Fluent 中,将两散热模块多孔介质参数设置一致,换热面积也一致,模块1 热流体入口温度设置63℃,模块2 设置84.42℃。



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点击次数:25  更新时间:2020-12-23  【打印此页】  【关闭

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