翅片管散热器的传热分析及优化

　　近几年来，随着住宅建设逐步上升的趋势，散热器行业市场相当大，随着散热器技术的发展，不断涌现出新的翅片形式。本文通过实验研究分析了一种新型的翅片管散热器的自然对流换热规律，并据此以金属热强度较大为目标函数，对其结构进行优化，得到如下分析：

　　在由翅片分割开的不同的扇形区域内温度分布也不相同，在封闭翅片内部空间随着高度的增加，温度变化逐渐加快，这是因为封闭翅片形成一个竖通道，对于竖通道内的自然对流，底部空气来源于从边缘抽吸进来的冷空气，因而温度较低，随着高度的增加气体在通道中被热表面加热，流量随着温度的升高而增加。但是当气体温度接近管壁温度而逐渐接近热饱和1，流动阻力增加，而后反而恶化换热。

　　平均换热系数hn随着翅片夹角8的增加基本上是逐渐减少的，但是在72之后有所上升，但上升的幅度比校级慢，而翅片夹角比较小时，平均换热系数较大。

　　结论：

　　1、通过实验测得了翅片管散热器及其周围空气的离散温度分布。通过对实验数据的整理得出:平均换热系数hm与基管平均过余温度u、翅高比H，翅片夹角0的关系。平均辐射换热系数与翅高比和翅片夹角的变化关系与平均换热系数与之的关系相似，但变化比较平缓。

　　2、建立了金属热强度为较大的目标函数，利用解多变量较优化问题的坐标轮换法，得出翅片厚度为1mm、基管外径为40mm、基管高度为500mm、封闭翅片形式的翅片管散热器的较佳翅高比Hk=25，较佳翅片夹角om=39'，较大金属热强度随着基管平均过余温度的增大而增大，其值在1.46~1.62之间。