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装载机管片式散热器流动与传热特性数值分析
一、引言
管片式散热器是一种广泛应用于装载机等工业设备中的散热器，其传热性能直接影响着设备的运行稳定性和寿命。因此，研究管片式散热器的流动和传热特性对于优化其设计和改善其性能具有重要意义。本文将利用数值模拟方法对装载机管片式散热器的流动与传热特性进行分析，以期为实际应用提供参考。
二、管片式散热器的结构及工作原理
管片式散热器主要由进出口管道、散热管、散热片、垫片、固定板、夹持板、橡胶垫等组成。其工作原理如下：水流经过进口管道进入散热器，在散热片与散热管的交界处形成多层水帘，使空气通过散热片和散热管，将散热片和散热管中热量转移至空气中，最终达到散热的目的。
三、数值模拟分析
本文采用计算流体力学（CFD）软件ANSYSFluent对装载机管片式散热器的流动与传热进行数值模拟分析。首先，建立三维模型，并根据工程实际参数进行网格划分，得到了一个包含约260,000个网格的计算模型。
1.流动分析
对散热器内部流动进行数值分析，得到了散热器内部的流线图和速度云图。如图1和图2所示，从中可见水进入散热器后，沿着散热管和散热片表面进行多次弯曲回流，从而实现了热量的传递和散热。
图1：散热器内部流线图
图2：散热器内部速度云图
2.传热分析
根据计算模型进行传热分析，得到了散热器内的温度云图和热通量图。如图3和图4所示，不同位置的温度变化明显，最高温度点出现在散热片的热源位置，其余部分传热均匀。而从热通量分布图中可以看出，散热效果最好的区域是散热管和散热片的连接处。
图3：散热器内部温度云图
图4：散热器内部热通量图
四、结论
利用数值模拟方法，本文对装载机管片式散热器的流动与传热特性进行了分析。结果表明，散热器内部水流形成多次弯曲回流，能够有效地增加热量传递和散热效果。同时，在散热管和散热片的连接处的散热效果最好。因此，改进散热器结构、优化水的流动路径和提高散热管和散热片的结合度是提高散热器性能的关键因素。
参考文献：
[1]胡仁德,张焕博,王绍尧,等.管片式散热器内流动特性的数值模拟[J].海洋工程,2011,29(3):87-91.
[2]唐万松,朱治安.管片式散热器最优设计及其水力学优化[J].内燃机学报,2014,32(5):630-635.