上一期我們就鋁型材散熱器的優(yōu)點(diǎn)及產(chǎn)品應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹和說明。本期我們簡單的對LED路燈熱管型材散熱器翅片開縫優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行描述，作為專業(yè)的鋁型材散熱器、電子散熱器生產(chǎn)制造廠家鎮(zhèn)江新區(qū)電子散熱器有限公司，我們將盡心整理并發(fā)布各種型材散熱器相關(guān)知識，竭誠為您服務(wù)。

　　LED路燈的發(fā)光效率與壽命隨溫度升高分別呈直線、指數(shù)規(guī)律下降，溫度每降低10℃，壽命就能延長2倍，溫度過高會導(dǎo)致芯片燒毀失效。因此，LED路燈的散熱問題是阻礙其成為主流光源的瓶頸之一。散熱裝置的發(fā)展，如板翅式鋁型材散熱器在電子器件中的應(yīng)用，使得散熱翅片的優(yōu)化設(shè)計(jì)成為主題。針對空氣滯留區(qū)，流動空氣不能順利進(jìn)入翅片內(nèi)部，設(shè)計(jì)了一種透空型散熱結(jié)構(gòu)。ShaeriMR等研究了開縫數(shù)目與開縫尺寸對提高對流換熱系數(shù)和減輕散熱器重量的影響。WongS等研究了散熱面積與對流換熱系數(shù)的作用，在兩者相互作用中存在*佳翅片間距值，莊四祥等通過正交試驗(yàn)方法對散熱器進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　翅片開縫優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　開縫結(jié)構(gòu)模型

　　在自然對流換熱過程中，型材散熱器周圍與內(nèi)部空氣的流動狀態(tài)，直接影響散熱性能。通常在散熱器底部位置存在空氣停滯區(qū)域，該區(qū)域中空氣流動困難，影響了散熱器的散熱效果。

　　結(jié)果討論

　　溫度邊界層分布

　　在未開縫改進(jìn)前，翅片內(nèi)溫度分布不均勻。在溫度云圖中散熱器中間區(qū)域部分溫度*高，溫度沿散熱器中心線向兩邊遞減，呈對稱分布，散熱器四周靠近空氣側(cè)翅片溫度*低。距空氣側(cè)較近的翅片溫度低，是由于在空氣側(cè)空氣的流速*大，提高了對流換熱系數(shù)，換熱效果強(qiáng)烈，距離周圍空氣遠(yuǎn)的翅片，翅片內(nèi)部流動阻力大，空氣流動困難，難以充分與翅片進(jìn)行換熱，換熱效果較弱。散熱器翅片中間部位溫度邊界層比較厚，之后溫度邊界層厚度沿翅片長度方向向兩側(cè)遞減，散熱器中間部位翅片間的溫度邊界層難以得到發(fā)展和分離，溫度邊界層連接在一起，形成一條帶狀分布。

　　開縫結(jié)構(gòu)能夠增加流體流動的擾動，流動程度增強(qiáng)，使邊界層減薄，減小換熱熱阻，增強(qiáng)換熱效果。在翅片中間部位開縫，翅片被分為兩部分，開縫結(jié)構(gòu)破壞了連接成帶狀的溫度邊界層分布，將其分離開來，有效提高了散熱器換熱效果。翅片開有兩道縫隙，翅片被分為3部分，靠近空氣側(cè)部分較長，中間部分較窄，此結(jié)構(gòu)同樣能增加翅片內(nèi)空氣流動擾動，將溫度邊界層分離，增加散熱器換熱量。將上述兩種開縫結(jié)構(gòu)間隔布置，提高散熱器散熱性能原理相同。與翅片未開縫之前的溫度云圖對比，翅片的開縫結(jié)構(gòu)能夠增加流動空氣擾動，增加空氣流入量，使翅片內(nèi)部空氣的流動趨于一致性，使翅片壁面附近的溫度邊界層分離，各翅片表面的換熱系數(shù)趨于均勻，每一個(gè)翅片的換熱效果得到*大提升,增強(qiáng)對流換熱的效果，翅片開縫結(jié)構(gòu)是有效的。

　　速度邊界層分布

　　散熱器內(nèi)流體流動不均勻，空氣速度分布一般為剛進(jìn)入翅片處時(shí)速度*大，翅片中間區(qū)域速度*小。這是因?yàn)樵谏崞髑昂罂諝鈦砹髁魉俜聪颍崞肟谔幩俣扔?大值，但是散熱翅片結(jié)構(gòu)阻礙了來流空氣的流動，流動過程中在翅片壁面附近形成速度邊界層，隨著向翅片內(nèi)部深入流體流速降低。在翅片中間部位，由于相反流速的來流空氣存在相互“抵消”作用，使得這一部位空氣流速降到*低，出現(xiàn)空氣滯留現(xiàn)象，形成一個(gè)空氣滯留區(qū)。

　　翅片經(jīng)開縫優(yōu)化后，開縫結(jié)構(gòu)破壞了翅片的完整性，散熱器內(nèi)部流體在沿翅片長度方向流動的同時(shí)，空氣還能繞過開縫間隙沿翅片厚度方向流動，空氣的流動由單向變?yōu)槎嘞?，增加流體流動的擾動。與此同時(shí)帶動了各翅片間空氣相互流動，彼此之間能夠迸行換熱。

　　結(jié)論

　　在3種翅片開縫結(jié)構(gòu)中，Ⅰ型開縫結(jié)構(gòu)中開縫寬度t=4mm翅片之間空氣流速*大，流速提高了18%，Ⅲ型開縫結(jié)構(gòu)中開縫寬度t=4mm翅片之間溫度*低，溫度降低了5%以上。翅片開縫結(jié)構(gòu)，可以使空氣流動狀態(tài)由單向變?yōu)槎嘞?，增加流動空氣的擾動，削弱空氣滯留作用，達(dá)到了強(qiáng)化傳熱的目的。

　　下一期將對鋁型材散熱器的安裝步驟做詳細(xì)介紹，如需了解更多新區(qū)型材散熱器的信息，請持續(xù)關(guān)注。

　　LED路燈熱管型材散熱器翅片開縫優(yōu)化設(shè)計(jì)由型材散熱器生產(chǎn)銷售廠家鎮(zhèn)江新區(qū)電子散熱器有限公司于 2022-09-20 13:38:50 整理發(fā)布。

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