提高散熱器散熱量的途經

摘要：本文針對對流型散熱器（銅管對流散熱器JG221-2007,鋼制翅片管對流散熱器JG/T3012.2-1998),復合柱翼型散熱器（銅鋁復合柱翼型散熱器JG220-2007,壓鑄鋁散熱器JG293-2010，鋼鋁復合柱翼型散熱器），管柱型散熱器（衛浴散熱器JG232-2008,鋼管散熱器JG/T148-2002, 鋼制管柱型散熱器SDJZ-2008等)進行部分標準工況和標準長度散熱量研究，提出改進方法。
一、對流型散熱器
1、接觸熱阻對散熱量的影響
接觸熱阻對散熱器散熱量影響非常大，接觸不好影響到20%以上。對于銅管對流散熱器要求銅管與對流片的過盈0.1mm。鋼制焊接翅片管優于繞片散熱器。
2、翅片高度對散熱量的影響
四根管翅高15mm提高到17mm的鋼制翅片管對流散熱器，散熱面積提高20%，散熱量增加6%左右，這說明翅片管高度及其它結構尺寸選擇比較合理時，增加翅片高度來提高散熱量是不經濟的。
3、翅片間距對散熱量的影響
四根管翅高15mm的鋼制翅片管對流散熱器，片距8mm下降6mm，散熱量提高13%；但也不是片距越小越好，一般兩管3～4mm，四管片距4～5mm，六管5～6mm。銅管對流散熱器一般兩管3～4mm。翅片間距與高度、管根數及其它結構尺寸對散熱量有相互之間的影響。
4、翅片管徑對散熱量的影響
翅片管的管直徑DN20提高DN25時，四根管（高度15mm）散熱量提高10%；六根管（高度17mm）散熱量提高5%。因此增加翅片直徑來提高散熱量是不經濟的。雖然散熱面積增加很大，這主要是管內流速降低對散熱器散熱量影響較大。一般在DN20較為合理；對于翅片高度較小并且片距較小，管徑16mm也合理。一般對流散熱器的水流速為0.1～0.2m/s以內，如果水流速提高到1m/s，散熱量提高到50% ，同時進出水的溫差為1～2℃，阻力要大幅度增加。
5、翅片根數對散熱量的影響

四根管（高度15mm）增加六管，散熱面積增加50%， 散熱量提高10%左右，因此不經濟。

6、外罩對散熱量的影響

6.1 高度
四根管外罩高度400mm提高到700mm，散熱量提高20% 以上，這主要“煙囪效應”；但外罩高度有優化值。
6.2 寬度
四根管外罩寬度100mm提高120mm，散熱量提高5% 以上，這主要與空氣接觸面增加，提高熱效率。
6.3 外罩開孔率
外罩開孔率影響在5～20% 左右，這取決于高度、寬度及結構形式直接相互的影響。一般建議底部全開（側面），上部開空率50～60%，散熱量影響在1～2%。
7、結構形式對散熱量的影響
7.1 管排列
叉排排列比順排散熱量大5～20% ，因為叉排排列增加冷空氣與翅片及管的接觸面積。提高散熱量。
7. 2連接方式
翅片管串聯連接比并聯連接的散熱器大，因為串聯連接水流速比并聯大。
7.3 翅片管與外罩密封
翅片管必須與外罩密封減少冷空氣短路，影響散熱器的散熱量，如順排方式就是例子。
二、復合柱翼型散熱器
1、接觸熱阻對散熱量的影響

對壓鑄鋁散熱器不考慮此因素的影響；對于銅（鋼）鋁復合柱翼型散熱器要按照標準的要求進行脹管工藝生產，它對散熱量影響很大，各別在下降50%；脹管工藝過盈量大于0.15mm對于質量有保證。

2、結構尺寸對散熱量的影響
2.1 管徑及翼片截面尺寸
管徑對翼片截面尺寸影響較大如何優化也非常復雜,根據我們對幾種優化（對用量最大，中心距600mm）及實驗經驗，一般管徑18～19mm，翼片截面尺寸(50～60)×(50～60)mm；
19～20mm，翼片截面尺寸(60～70)×(60～70)mm；
20～21mm，翼片截面尺寸(65～70)×(65～70)mm；
21～22mm，翼片截面尺寸(70～75)×(70～75)mm；
2.2 翼片高度及片距
一般較好翼片高度15～25mm；
一般較好翼片片距15～20mm；
2.3 外罩開孔率
當外罩開孔率底部和上部開空率35%，散熱量影響在2～6%左右。一般建議外罩開孔率底部和上部開空率50～60%，散熱量影響小于2%。
2.4 適當增加外表面積或溫度
2.5 增加閉式對流空腔
3、表面涂層顏色的影響
散熱器的顏色相同，但開孔率與計算溫差不同時，散熱量會有不同的變化，如紅色與白色散熱器的散熱量的比值，在計算溫差32℃～64.5℃、開孔率為24.8%時，變化范圍為 99～102%；開孔率35%時，散熱量比值變化范圍為106～102%。開孔率24.8%時，藍色與白色散熱器的散熱量比值變化范圍為92～94%，開孔率35%時，散熱量比值變化范圍為99～94%。從上可看出，以上散熱器的散熱量中，其對流散熱量是相同的，但輻射散熱量有變化，所以總散熱量及比值都有變化。
4、連接方式
銅鋁復合柱翼型散熱器連接方式修正因數β2

三、管柱型散熱器
1、結構尺寸對散熱量的影響
1.1 排數影響
單排優于雙排，雙排優于三排的，這主要是外表面的輻射熱只有兩個有效面積；

1.2 排列方式影響
如衛浴排列比豎排的散熱量提高20%左右。
1.3 管形影響
對于相同周長的圓管比橢圓管的衛浴散熱器大。
1.4 適當增加外表面積
2、連接方式
3、表面涂層顏色的影響

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