从波形Pin-Fins传热强化的试验研究

Hajare Swapnali R。¹科莱Sandeep博士。²
采矿工程的学生,机械工程,系Genba Sopanrao Moze工程学院Balewadi浦那(印度马哈拉施特拉邦¹
副教授,机械工程,系Sinhgad工程院,Kondhwa浦那(印度马哈拉施特拉邦²

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文摘

本文中提到的工作是为了提高传热在电子设备的使用波形pin-finned散热片。电子设备的冷却性能吸引了注意力由于需求增加小体积,高功率密度,对系统性能要求和re-liability。压降在散热器是一个关键的变量控制的热性能在强制对流散热器的环境。有几种分析方法估算传热速率,但是正确的选择一个可以代表现实的气流中发现典型的电子冷却应用程序是很困难的。在本文中,我们提出一个修改的实验方法来估算传热和用它来计算热力性能通过不同的理论压降方程。微处理器技术的快速发展使得电子热力系统设计师增加关注波形翅片散热器。使用波形翅片散热器的优点是重量轻,低调,占用空间小。有三种制造方法结合波形翅片散热器的基础:粘合剂,钎焊,钎焊。新开发的比较方法允许一个详细的数值研究波形销截面的影响针鳍阵列的性能在电子行业中使用。

关键字

波形针鳍,电子冷却和自然对流

介绍

包装技术的快速发展使便携式电子设备来获得更快的处理速度和增强的能力。然而,便携式电子设备环境中的热管理越来越难是由于较高的热负荷和尺寸约束。正确选择散热器的风扇和翅片间距是至关重要的,确保系统的热设计优化。

在当前的电子行业中,广泛使用散热片为电子设备提供冷却组件。做散热器的过程通常是通过挤压、冷锻,敦促鳍或保税鳍。尽管挤压和冷锻散热片需要更容易制造过程与其他两个相比,他们有一个有限的鳍长宽比由于制造过程。而按鳍或保税鳍技术提供了一个更高的比例。按鳍是一个过程,其中鳍安装成锥形槽固定在底座上。的鳍被机器压与基地建立接触表面。雷竞技网页版这种方法的缺点是,空气间隙可以存在于联合导致更高的热阻。然而,这个问题可以被解决通过添加粘结材料,粘合剂等差距。按鳍方法还要求凹槽在焊接前的基本过程。这种方法只适合厚的鳍。 However, the waveform fin does not require a grooved base and has no restriction on the fin thickness. This makes waveform fins a highly suitable candidate for future electronics in heat rejection. Methods of attaching the waveform fin to the base include brazing, adhesive bonding and solder bonding.

本文的实验研究获得的传热增强采用波形针是目前工作的主要目标。

二世。传热的基本介绍

传热是一个科学研究之间的能量转移,由于温差两具尸体。有三种类型或传热模式:

答:传导

b .对流

c .辐射

答:传导

传导传热方式,存在温度梯度时,就会出现在一个身体。在这种情况下,能量从高温区域转移到低温地区由于随机分子运动——扩散。更高的温度与更高的分子能量和碰撞时用更少的精力充沛的分子发生能量的转移。

通过传导传热速率可以表示为:

q = - ka∂x /∂T (1)

在那里,

q -传热速率(W)

∂T /∂x -温度梯度的方向流(K /米)

k -热导率的材料(W /可)

——横截面积的热路径

方程(1)被称为傅里叶热传导定律。因此,传热速率传导通过图1中的对象可以表示:

q = kA / LΔT12 (2)

在那里,

一个对象的横截面积

L -壁厚

ΔT12——两个表面之间的温差(ΔT12 = T1, T2)

k -对象的材料的导热系数(W /可)

分析方程(1)和(2),可以视为流动传热速率,材料和导热系数的组合、厚度和面积作为抵抗这个流。考虑到温度作为一个潜在的或驾驶功能的热流,傅里叶法可以写成:

热流=热势差/热阻

换句话说,电阻定义为驱动的比例可能对应的传输速率,传导的热阻可以表示为:

R_续= t1 - t2 / q = L / kA (3)

从上面的方程可以观察到,减少或增加厚度的横截面积或导热物体将降低其热阻和提高其传热速率。

三世。目标和论文的范围

本文的目的是增加波形的热性能也直针鳍和径向针鳍和增加传热能力。观察波形的手术针鳍和试图改善传热速率。

热交换器广泛应用于各种工业、交通、或国内应用,如热电厂、运输工具、供暖和空调系统,电子设备和空间飞行器。在所有这些应用中,提高换热器的效率会导致大量的成本,节省空间和材料。因此,大量的研究工作已经完成在过去寻求有效的方法来提高换热器的效率。称为调查包括工作流体具有高导热系数的选择,选择他们的流程安排和高效传热表面高导电性材料制成的。对单相和两相热传递,有效传热强化技术的报告。然而,在目前的工作只有单相强迫对流增强技术已经考虑。

波形鳍广泛应用于空调、制冷和加工工业。一般来说,换热器包含波浪鳍可以遇到气体气体和液体气体传热的应用程序。气液热交换器由平行间隔管通过水,油,或制冷剂被迫流而气流之间的跨越管的外表面和鳍。通常这些被称为管和波形翅片热交换器。如果换热器的传热速率会增加那么它将有助于增加压降。

答:轴/径向鼓风机

机械风扇一台机器用于创建内部流体流动,通常空气等气体。风扇由一个旋转的叶片或叶片的行为。旋转的叶片和轮毂被称为一个叶轮、转子或跑步。

文丘里式空气流室

在文丘里管测量流体流量减少横截面流区域流路径,产生压差。

b .加热器(源)

加热器是高温热源。

c管压力表管孔和水

开放,尤其是腔或身体的通道;口或发泄。流动的限制,在这种情况下是由孔板的插入(光盘有洞的),在一个管道的法兰接头。

e . j热电偶

热电偶是由两个不同材料的导体(通常是金属合金)产生一个电压附近的两个导体接触。雷竞技网页版电压产生依赖,但不一定成正比,温度的不同的连接导体的其他部分。

nas Sahiti[3] 2006年进行的实验温度和流体针翅片传热表面的动态性能。他做了各方面的实验和数值研究单相对流换热增强使用针鳍。简要回顾后用于增强传热的基本方法的同时增加传热面积以及传热系数,一个简单的分析方法来评估给出了传热增强。销的方法证明了传热增强鳍为元素,但它也在原则上可以应用到其他鳍形式。为了检查分析方法的适用性,套管针翅片换热器的实验研究。

的大小的顺序传热试验得到的增强是类似于分析获得。销的传热和压降结果翅片换热器比较光滑管热交换器的结果。发现直接比较的ν和欧盟,没有结论可以相对表现。这是因为无量纲变量引入扩展的传热和压降的结果从实验室到大规模的但不是性能比较。因此性能比较的文献调查方法在过去也执行。发现所有提出的方法在文献中只提供一个近似的比较传热表面的性能。新发展的传热增强方法,认为这些方法无法预测新的传热表面的性能。因此本论文更一致的比较法提出了传热表面的性能及其适用性。

波状鳍广泛应用于空调、制冷和加工工业。一般来说,换热器包含波浪鳍可以遇到气体气体和液体气体传热的应用程序。气液热交换器由平行间隔管通过水,油,或制冷剂被迫流而气流之间的跨越管的外表面和鳍。通常这些被称为管和波状翅片热交换器。实际应用的波浪频道,两个变量通常利用,即人字形和光滑的波浪如图5所示。

诉实验装置

试验台由以下部分组成:

a轴/径向鼓风机:风机变速调节气流。

b .文丘里式空气流室:这是为增强开发定向流动的空气测试翅片结构,所以还水管压力计安排将压力降穿过翅片结构,可用于确定气流在翅片结构的性质。

c .加热器(源):230伏,板式加热器有能力100到125瓦特

d .空气流量测量:排气流量测量使用管压力表管孔和水。

大肠与多渠道将使用j热电偶温度测量显示。

VI.PROPOSED工作

进行文献综述是为了看到这一领域的研究,阐述了现状。后将进行进一步审查的目的通过引用期刊,国际期刊的传热传质、热和流体流动的国际期刊,压降在散热片等。

几乎没有工业领域中热交换器并不适用。换热器的设计极大地影响整个系统或过程的设计中应用。许多因素影响换热器的设计,但最重要的是传热速率,抽运功率要求运行换热器,换热器体积要求,换热器的重量和热交换器生产成本。取决于应用程序,上面的一些因素可能优先但总的来说第一个因素必须考虑传热速率,输入功率和换热器体积。除了少数情况下,通常在各种过程高传热率和小内压降小换热器体积是必需的。特别注意在去年三个因素需要考虑热交换器包含气体流或气体和液体流分离固体墙壁。无论换热器形式,热传输的三种基本形式:同时传导、对流和辐射。热传导的强度并不是一个具有挑战性的问题通常可以控制的材料选择建立换热器。此外,少关心的辐射热交换器操作在中等温度下,而转移的热量对流的强度是主要问题,尤其是在天然气方面对换热器的设计。根据牛顿冷却定律,可以计算对流换热传热系数的乘积,传热面积和墙和流体之间的温差。 The wall to fluid temperature difference is usually adjusted oneself based on the operating conditions and therefore it cannot be used to enhance the heat transfer rate. Hence in order to achieve a high heat transfer rate, one can increase the heat transfer surface area or the heat transfer coefficient, or both of them simultaneously. It was already mentioned in the previous section that interrupted fins in the form of strip or louvered fins provide both a heat transfer surface area increase and heat transfer coefficient increase. Therefore, these are particularly effective in obtaining high heat transfer rates. The mechanism which leads to high heat transfer coefficients of such fins is the periodic interruption of the boundary layer around the fins and in this way also achieving better mixing of fluid streams with different temperatures.

否则传热表面积增加是通过人口密集的裸露的表面通过选择瘦和长鳍鳍和形式。类似的效果也可以预计针鳍数组。因此他们可能会被视为一种特殊的打断鳍,尽管他们不是通过切割等连续鳍的地带或装有百叶窗板的鳍。传热强化的分析和实验研究了采用针是目前工作的首要目标。

七世。结论

结论从而获得各种鳍结构的测试和讨论将作为个人鳍结构的有效性比其他至于整体传热系数,传热能力(瓦特/分钟),阻碍气流等,建议将这个实验装置上面的应用程序结构。

数据乍一看


图1	图2	图3	图4


图5	图6

引用

C.K. Loh, Bor-Bin周,丹尼尔森和D.J.周“热特性的研究在焊料和胶粘剂粘合折叠鳍散热器”,第七届ITHERM Intersociety会议,2000。
j . m . Corberan1 e . Cuadros1 k . Gonzalez1和a·弗朗哥,“紧凑型换热器通道传热”,5日欧洲热——科学会议上,荷兰,2008年。
nas Sahiti”,热流体动力学性能的销翅片传热表面”,埃朗根,2006年。
屈服强度Muzychka和M.M.Yovanovich”建模f & j特点为横向流经一个偏移量带鳍在低雷诺数”,增强传热8卷,第259 - 243页,2001年
志鹏段和y s Muzychka压降的撞击空气冷却板翅片散热片”,ASME卷。129年,2007年6月。
j . m . Corberan、大肠Cuadros和k·冈萨雷斯,“紧凑型换热器通道压降特性描述”,5日欧洲热——科学会议上,荷兰,2008年。
l·谢赫·伊斯梅尔、r . Velarj和c . Ronganayakulu”研究抽运功率的压降和传热特性”,可再生能源和可持续能源的评论14(2010),页478 - 485。雷竞技苹果下载
阿布Madi M。,Johns, R. A. and Heikal, M. R. , “ Performance characteristics correlation for round tube and plate finned heat exchanger”, Int. J. Refrig. Vol. 21, No. 7, pp. 507-517, 1998.
Bergelin, o . P。、棕色、g。,and Doberstein, S. C. , “ Heat Transfer and Fluid Friction During Across Banks of Tubes”, Trans. ASME, 74, pp. 953-960, 1952.