FLUENT高性能微通道散热器的模拟研究(4)
散热器工作大多属于热对流，如果对流被破坏，那么热效率就会大大降低。例如空调，由于热空气轻，冷空气重，所以空调都装在高处，让冷空气从头而降，散热器装在低处，易于热空气上升，加强对流才能迅速提高热量，因此就达到了人们平常拥有的制冷感。
2.2 微通道的结构
现在详细介绍下微通道的几个结构部件如图2.1：
图 2.1 微通道的结构剖面图
（1）集流管与隔板：制冷剂的流动是通过集流管和隔板来控制的，能够很好地优化不同相态冷媒在微通道管路中的流路分配。
（2）扁管设计：扁管灵巧的设计能够提供高传热性能，也能够使换热器更加紧凑。
（3）翅片设计：良好的百叶窗翅片能够极大限度地增加表面积，这能够降低空气两侧的风阻还提高换热效率，也能够减少噪声。
（4）边板：边板需要很好的抗压能力，保证不容易爆裂。它有很多种形式可以便于安装，比如可以用“L”型和“U”型铝型材。
（5）接管：起到一个连接、捏合的作用。与普通散热器同样，接管的方式有很多种，能满足产品需求的方式就行。一般使用标准接管以及块状接头相对灵活多变
2.3 微通道的原理
2.3.1 散热器的散热计算公式[12]
（1） 散热器散热量的计算公式为：
Q=A•ΔtB（W） （2-1）
式中，Q为散热量（W）；
A为常数项；
Δt为散热器与室内空气的换热温差，即散热器内的平均水温减室温，℃；
B为指数项，反映不同散热器的特性。
指数B的大小，反映散热量随水温变化曲线斜率的大小。
散热器的特性要与产品所需的条件较好的吻合，才能取到良好的使用效果。
（2） 散热器与计算温差的关系式：
Q=m•Δtn （2-2）
根据国家散热器质量监督检验中心检验报告检测结果汇总显示：
热量与计算温差关系式：
Q=5.8259•Δt•1.2629（W） （2-3）
当Δt=64.5℃，散热量Q=1221.4（W）；
金属热强度Q=2.5083W/KG•℃。
（3） 散热器供热系数公式为：
Q=K•F•Δt （2-4）
式中，F为散热面积；
K为传热系数，可通过类似的散热器中计算出或者在经验中得到。
这个公式一般运用在没有热工检验，正在调试或者试制的散热器中。一般热工计算都是采用热工检验报告中散热量与温度差值的关系来计算的。
金属热强度的概念金属热强度是指散热器内热媒平均温度与室内空气温度差为1℃时，每公斤质量散热器单位时间所散出的热量。单位为W/kg•K 。
散热器的传热系数是表示：当散热器内热媒平均温度与室内空气温度的差为1℃时，每m2散热面积单位时间放出的热量。单位为W/m2•℃。
2.3.2 微通道流动传热系数
（1） 雷诺数（Re数）
雷诺数是流体中表现粘性影响的相似准数。根据雷诺数的定义为：
Re= ρuDh /μ= uDh /v （2-5）
式中，u为工质在通道中的流速，m/s；Dh为单通道直径，m；ρ为工质的密度，kg/m3；μ为工质动力粘度，Pa•s；v为工质运动粘度，m2/s。
工质流速可以通过通道的总体积流量得出：
u=Qv/At=Qv/Ac N （2-6）
式中，Qv为体积流量，m3/s；At为通道总截面积，m2；Ac为单个通道的截面积，m2；N为通道个数。
上一篇：工业锅炉汽包水位控制系统设计