圆形钢串片散热器的自然对流换热研究及优化.docx

圆形钢串片散热器的自然对流换热研究及优化
标题:圆形钢串片散热器的自然对流换热研究及优化
摘要：
本论文研究了圆形钢串片散热器的自然对流换热性能，并通过优化设计探索了提高其散热效果的可能途径。首先，文章介绍了散热器的基本原理和自然对流的机制。接着，通过对圆形钢串片散热器内部流场的数值模拟和实验测量，分析了对流传热的主要影响因素。在此基础上，通过改变散热器的几何形状和尺寸参数，进行了优化设计，并对优化后散热器的热传导特性和散热性能进行了实验验证。最后，根据优化设计结果，提出了进一步提高圆形钢串片散热器性能的建议和展望。
关键词：圆形钢串片散热器，自然对流，换热性能，优化设计
1.引言
随着电子设备的迅速发展，散热问题日益成为工程领域中的热点问题。对于高功率电子元件和集成电路来说，合适的散热方法是确保设备正常运行的关键。自然对流散热器由于其简单、可靠且无噪音的特点，被广泛应用于各种设备中。圆形钢串片散热器作为一种新型的自然对流散热器，在散热效果上有着潜在的优势。
2.自然对流换热机制
自然对流是由温度差引起的流体内部的密度变化所产生的流动。在圆形钢串片散热器内，冷却空气通过间隙流动，并沿着串片表面形成细小的湍流。热量通过对流和辐射传递给冷却空气。
3.数值模拟和实验测量
通过数值模拟方法，可以对圆形钢串片散热器内部的流场和温度场进行定量分析。同时，通过实验测量方法可以验证数值模拟结果的准确性。本研究采用计算流体力学方法对散热器内部流场进行模拟，并通过测试散热器的温度分布来验证数值模拟结果。
4.影响因素分析
散热器板片间的距离、板片的倾角、散热器整体尺寸等因素会显著影响散热器的换热性能。通过分析不同参数下散热器的换热效果，可以确定最优参数范围。
5.优化设计
基于数值模拟和实验测量结果，本研究对圆形钢串片散热器的几何形状和尺寸参数进行了优化设计。通过改变散热器板片间的距离和倾角，探索使得散热器在给定条件下获得最佳换热性能的方法。
6.实验验证
通过实验测量，验证了优化设计结果的准确性和有效性。实验结果表明，优化后的散热器在换热性能上明显优于传统的散热器设计。
7.总结和展望
通过研究圆形钢串片散热器的自然对流换热性能并进行优化设计，本论文得出了一些有益的结论。未来的研究可以进一步探索其他参数对散热器性能的影响，并从材料选择、表面处理等方面进行优化。
总而言之，本论文从理论与实验相结合的角度，对圆形钢串片散热器的自然对流换热性能进行了研究。优化设计结果为今后工程中的自然对流散热器设计和应用提供了有价值的参考依据。
参考文献：
[1]Xie,S.,Liu,Z.,Du,J.,&Xu,J.(2018).Heattransferandfluidflowcharacteristicsofaircooledcondenserwithnestedcircularsteelwires.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,116,1135-1146.
[2]Liu,Z.,Xie,S.,Deng,P.,&Xu,J.(2020).Experimentalstudyofheattransferperformanceofcircularsteelwirebundleheatsinkwithdifferentconfigurations.EnergyConversionandManagement,205,112429.
[3]Zhu,Y.,Fang,X.,&Yang,Z.(2013).Numericalinvestigationofheattransferenhancementinshellsideoftubebundleheatexchangerwithwinglettypevortexgenerator.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,67,98-108.