片式散热器流量分布对散热影响的数值研究

论文摘要

散热器是工业领域中不可或缺的重要单元设备,根据统计,散热器的吨位约占整个工艺设备的20%~30%,其重要性不言而喻。目前,在实际应用中越来越迫切的要求散热器朝着小型轻型化、传热效率高、热阻小的方向发展。研究和开发新型散热器具有现实意义。片式散热器因其成本低,散热功率高而广泛应用于大型设备的散热,它更是变压器的主流散热器。随着电力事业的发展,大型变压器的投入,片式散热器的用量也越大越大,对片式散热器强化传热的研究更是关系到能源、材料、空间等多个方面。而且由于其基数大,无论是哪个方面微小的变化都会带来巨大的经济效益。多年来人们对片式散热器强化传热的研究从未间断,同样是研究片式散热器,本文的创新之处在于从完全不同的角度来研究散热片,分析片间和通道间的流量分布不同对散热的影响。实际片式散热器各片和各通道间流量的多少与散热环境的优劣存在矛盾,改变流量分布就会对散热产生影响,基于这一思想,通过数值模拟的方法建立不同结构和尺寸的模型进行计算,数值模拟的结果表明与原有的散热片模型相比,新的模型可以通过调节流量分配的方法达到提高散热、减小阻力、节省空间和材料的不同目的,从整体上提高片式散热器的散热能力。通过对不同模型的比较,找出调整流量分配的方法及其与散热、阻力之间存在的规律,对片式散热器结构的改进提出建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题研究背景与意义
• §1-2 强化传热技术简介
• 1-2-1 强化传热技术
• 1-2-2 强化传热机理及分类
• 1-2-3 强化传热性能分析与评价
• §1-3 片式散热器的结构与传热特性
• 1-3-1 片式散热器的结构
• 1-3-2 片式散热器的传热特性
• §1-4 国内外换热器研究进展
• §1-5 本文研究内容
• 第二章 片式散热器的研究方法
• §2-1 理论基础
• §2-2 计算流体动力学方法
• 2-2-1 CFD 简介
• 2-2-2 数值模拟工具Fluent 软件简介
• 2-2-3 Fluent 软件的求解步骤
• §2-3 本章小结
• 第三章 多片模型的计算与结果分析
• §3-1 建立模型
• §3-1-1 现有模型分析
• §3-1-2 新模型的建立与编号
• §3-2 网格划分
• §3-3 求解
• §3-4 模拟结果处理与分析
• §3-4-1 改变集油管尺寸
• §3-4-2 集油管倾斜不同角度
• §3-5 本章小结
• 第四章 单片模型的计算与结果分析
• §4-1 建立模型
• §4-1-1 现有模型分析
• §4-1-2 新模型建立与编号
• §4-2 网格划分
• §4-3 求解
• §4-4 模拟结果处理与分析
• §4-4-1 改变入口尺寸
• §4-4-2 改变通道宽度
• §4-4-3 改变通道长度
• §4-5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• §5-1 工作内容总结
• §5-2 主要结论
• §5-3 课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文