abstrakt
Mei it each op 'e easken foar waarmtedissipaasje fan elektryske krêftapparaten, is de waarmte-útwikseltechnology fan loftgekoelde radiatoren foar it koeljen yngeand ûndersocht.Neffens de strukturele skaaimerken en technyske easken fan de luchtkuolle radiator foar macht apparaat koeling, de termyske prestaasjes tests fan de luchtkuolle radiator mei ferskate struktueren wurde útfierd, en de simulaasje berekkening software wurdt brûkt foar auxiliaire ferifikaasje.Uteinlik, ûnder deselde temperatuerferhegingtestresultaten, waarden de skaaimerken fan loftgekoelde radiatoren mei ferskate struktueren yn termen fan drukferlies, waarmteferdieling per ienheidsfolume, en temperatueruniformiteit fan mounting oerflakken fan machtapparaat fergelike.De ûndersyksresultaten jouwe in referinsje foar it ûntwerp fan ferlykbere strukturele luchtgekoelde radiatoren.
Keywords:radiator;lucht koeling;termyske prestaasjes;waarmte flux tichtens
0 Foarwurd
Mei de wittenskiplike ûntwikkeling fan macht elektroanika wittenskip en technology, de tapassing fan macht elektroanika macht apparaten is wiidweidicher.Wat de libbensdoer en prestaasjes fan elektroanyske apparaten bepaalt, is de prestaasjes fan it apparaat sels, en de wurktemperatuer fan it elektroanyske apparaat, dat is de waarmte-oerdrachtkapasiteit fan 'e radiator dy't brûkt wurdt om waarmte fan it elektroanyske apparaat te dissipearjen.Op it stuit, yn macht elektroanyske apparatuer mei in waarmte flux tichtens minder as 4 W / cm2, de measte luchtkuolle koelsystemen wurde brûkt.waarmte sink.
Zhang Liangjuan et al.brûkt FloTHERM te fieren termyske simulaasje fan lucht-kuolle modules, en ferifiearre de betrouberens fan de simulaasje resultaten mei eksperimintele test resultaten, en hifke de waarmte dissipaasje prestaasjes fan ferskate kâlde platen tagelyk.
Yang Jingshan selektearre trije typyske luchtkuolle radiatoren (dat is, rjochte fin radiatoren, rjochthoekige kanaal radiatoren fol mei metaal skom, en radiale fin radiatoren) as ûndersyk objekten, en brûkte CFD software te ferbetterjen de waarmte oerdracht kapasiteit fan de radiatoren.En optimalisearje de wiidweidige prestaasjes fan stream en waarmte oerdracht.
Wang Changchang en oaren brûkten de waarmtedissipaasje-simulaasjesoftware FLoTHERM om de prestaasjes fan 'e waarmteferdieling fan' e loftgekoelde radiator te simulearjen en te berekkenjen, kombineare mei de eksperimintele gegevens foar fergelykjende analyze, en studearre de ynfloed fan parameters lykas koelende wynsnelheid, toskdichte en hichte op de waarmte dissipaasje prestaasjes fan de luchtkuolle radiator.
Shao Qiang et al.koart analysearre de referinsje lucht folume nedich foar twongen lucht cooling troch nimme in rjochthoekige finned radiator as foarbyld;basearre op de strukturele foarm fan de radiator en de prinsipes fan floeistof meganika, de wyn ferset skatting formule fan de koeling lucht duct waard ôflaat;kombinearre mei in koarte analyze fan de PQ karakteristike kromme fan 'e fan, de eigentlike wurkpunt en fentilaasje lucht folume fan' e fan kin gau wurde krigen.
Pan Shujie keas de lucht-kuolle radiator foar ûndersyk, en koart útlein de stappen fan waarmte dissipation berekkening, radiator seleksje, lucht-kuolle waarmte dissipation berekkening en fan seleksje yn waarmte dissipation design, en foltôge de ienfâldige lucht-kuolle radiator design.Mei help fan ICEPAK termyske simulaasje software, Liu Wei et al.útfierd in ferlykjende analyze fan twa gewicht reduksje design metoaden foar radiatoren (fergrutsje fin spacing en ferminderjen fin hichte).Dit papier yntrodusearret de struktuer en waarmte dissipaasje prestaasjes fan respektivelik profyl, spade tooth en plate-fin luchtkuolle radiatoren.
1 Luchtkuolle radiatorstruktuer
1.1 Faak brûkte luchtkuolle radiatoren
De mienskiplike luchtkuolle radiator wurdt foarme troch metaalferwurking, en de koellucht streamt troch de radiator om de waarmte fan it elektroanyske apparaat nei de atmosfearyske omjouwing te dissipearjen.Under gewoane metalen materialen hat sulver de heechste termyske conductivity fan 420 W / m * K, mar it is djoer;
De termyske conductivity fan koper is 383 W / m · K, dat is relatyf ticht by it nivo fan sulver, mar de ferwurking technology is yngewikkeld, de kosten is heech en it gewicht is relatyf swier;
De termyske conductivity fan 6063 aluminium alloy is 201 W / m · K. It is goedkeap, hat goede ferwurkjen skaaimerken, maklik oerflak behanneling, en hege kosten prestaasjes.
Dêrom brûkt it materiaal fan 'e hjoeddeistige mainstream luchtgekoelde radiatoren oer it algemien dizze aluminiumlegering.Figure 1 toant twa mienskiplike luchtkuolle heatsinks.Faak brûkte metoaden foar ferwurkjen fan luchtgekoelde radiatoren omfetsje benammen de folgjende:
(1) Tekenjen en foarmjen fan aluminiumlegering, it waarmteferfiergebiet per ienheidsvolume kin sawat 300 m berikke2/m3, en de cooling metoaden binne natuerlike koeling en twongen fentilaasje cooling;
(2) De waarmte sink en it substraat wurde ynlein tegearre, en de waarmte sink en it substraat kinne wurde ferbûn troch riveting, epoksy hars bonding, brazing welding, soldering en oare prosessen.Derneist kin it materiaal fan it substraat ek koperlegering wêze.De waarmte oerdracht gebiet per ienheid folume kin berikke oer 500 m2 / m3, en de cooling metoaden binne natuerlike koeling en twongen fentilaasje cooling;
(3) Shovel tooth foarmjen, dit soarte fan radiator kin elimineren de termyske wjerstân tusken de heat sink en it substraat, de ôfstân tusken de heat sink kin wêze minder as 1.0 mm, en de waarmte oerdracht gebiet per ienheid folume kin berikke oer 2 500 m2/m3.De ferwurkjen metoade wurdt werjûn yn figuer 2, en de cooling metoade is twongen lucht cooling.
figuer 1. Faak brûkte luchtkuolle heatsink
figuer 2. Processing metoade fan shovel tooth luchtkuolle radiator
1.2 Plate-fin luchtkuolle radiator
De plaat-fin luchtkuolle radiator is in soarte fan luchtkuolle radiator ferwurke troch soldering fan meardere dielen.It is benammen gearstald út trije dielen lykas heatsink, ribplaat en basisplaat.De struktuer dêrfan wurdt werjûn yn figuer 3. De koelfinnen kinne platte finnen, corrugated finnen, staggered finnen en oare struktueren oannimme.Mei it each op it weldingproses fan 'e ribben, wurde 3-searje aluminiummaterialen selektearre foar de ribben, heatsinks en bases om de weldberens fan' e plaat-fin loftkuolle radiator te garandearjen.De waarmte oerdracht gebiet per ienheid folume fan de plaat-fin luchtkuolle radiator kin berikke oer 650 m2 / m3, en de koeling metoaden binne natuerlike koeling en twongen fentilaasje koeling.
figuer 3. Plate-fin luftkuolle radiator
2 Thermyske prestaasjes fan ferskate luchtkuolle radiatorsv
2.1Gewoanlik brûkt profyl luchtkuolle radiatoren
2.1.1 Natuerlike waarmte dissipaasje
Algemien brûkte luchtkuolle radiatoren koelje foaral elektroanyske apparaten troch natuerlike koeling, en har prestaasjes foar waarmtedissipaasje binne benammen ôfhinklik fan 'e dikte fan' e waarmte-ôfdielingsvinnen, de pitch fan 'e finnen, de hichte fan' e finnen, en de lingte fan 'e waarmtedissipaasjefinnen lâns de rjochting fan cooling lucht stream.Foar natuerlike waarmte dissipaasje, hoe grutter it effektive waarmte dissipaasjegebiet, hoe better.De meast direkte manier is te ferminderjen de finne spacing en fergrutsjen it oantal finnen, mar it gat tusken de finnen is lyts genôch te beynfloedzje de grins laach fan natuerlike convection.Sadree't de grins lagen fan 'e oanswettende fin muorren konvergearje, sil de lucht snelheid tusken de finnen skerp sakje, en de waarmte dissipation effekt sil ek skerp sakje.Troch de simulaasjeberekkening en testdeteksje fan 'e thermyske prestaasjes fan' e loftgekoelde radiator, as de lingte fan 'e waarmtedissipaasje 100 mm is en de waarmtefluxdichtheid 0,1 W / cm is2, De waarmte dissipaasje effekt fan ferskillende fin spacing wurdt werjûn yn figuer 4. De bêste film ôfstân is oer 8,0 mm.As de lingte fan de kuolfinnen grutter wurdt, wurdt de optimale finôfstân grutter.
Fig.4.Relaasje tusken substraattemperatuer en finôfstân
2.1.2 Forced convection cooling
De strukturele parameters fan de corrugated luchtkuolle radiator binne vin hichte 98 mm, fin lingte 400 mm, vin dikte 4 mm, fin spacing 4 mm, en koeling lucht head-on snelheid 8 m/s.In corrugated luchtkuolle radiator mei in waarmte flux tichtens fan 2.38 W/cm2waard ûnderwurpen oan in temperatuerferhegingstest.De testresultaten litte sjen dat de temperatuerferheging fan 'e radiator 45 K is, it drukferlies fan' e koellucht is 110 Pa, en de waarmteferdieling per ienheidsfolume is 245 kW / m3.Dêrneist is de uniformiteit fan de macht komponint mounting oerflak min, en syn temperatuer ferskil berikt likernôch 10 ° C.Op it stuit, om dit probleem op te lossen, wurde koperen waarmtepipes meastentiids begroeven op it ynstallaasjeflak fan 'e loftkuolle radiator, sadat de temperatueruniformiteit fan' e ynstallaasjeflak fan 'e machtkomponint gâns ferbettere kin wurde yn' e rjochting fan 'e waarmtepipe lizzen, en it effekt is net dúdlik yn 'e fertikale rjochting.As dampkammertechnology wurdt brûkt yn it substraat, kin de algemiene temperatueruniformiteit fan it mounting oerflak fan 'e machtkomponint binnen 3 ° C wurde regele, en de temperatuerferheging fan' e heatsink kin ek ta in beskate mjitte wurde fermindere.Dit teststik kin sa'n 3 °C wurde ferlege.
Mei help fan software foar berekkening fan termyske simulaasje, ûnder deselde eksterne betingsten, wurdt de simulaasjeberekkening fan rjochte tosken en korrugearre koelfinen útfierd, en de resultaten wurde werjûn yn figuer 5. De temperatuer fan 'e montageflak fan' e machtapparaat mei rjochte toskkoeling finnen is 153,5 °C, en dat fan golfkoolfinnen is 133,5 °C.Dêrom is de koelkapasiteit fan 'e corrugated luchtkuolle radiator better as dy fan' e rjochte-toothed luchtkuolle radiator, mar de temperatueruniformiteit fan 'e fin-lichems fan' e twa is relatyf min, wat in gruttere ynfloed hat op 'e koelprestaasjes fan de radiator.
Fig.5.Temperatuerfjild fan rjochte en gegolfde finnen
2.2 Plate-fin luchtkuolle radiator
De strukturele parameters fan de plaat-fin luchtkuolle radiator binne as folget: de hichte fan it fentilaasje diel is 100 mm, de lingte fan de finnen is 240 mm, de ôfstân tusken de finnen is 4 mm, de head-on flow snelheid fan de koellucht is 8 m/s, en de waarmtefluxdichtheid is 4,81 W/cm2.De temperatuerferheging is 45 °C, it koelluchtdrukferlies is 460 Pa, en de waarmteôffier per ienheidsfolume is 374 kW/m3.Yn ferliking mei de corrugated lucht-kuolle radiator, de waarmte dissipation kapasiteit per ienheid folume wurdt ferhege mei 52,7%, mar de lucht druk ferlies is ek grutter.
2.3 Shovel tooth luchtkuolle radiator
Om de termyske prestaasjes fan 'e radiator fan' e aluminium shovel-tooth te begripen, is de finhichte 15 mm, de finlingte is 150 mm, de vindikte is 1 mm, de finôfstân is 1 mm, en de koellucht frontaal snelheid is 5,4 m/s.In luchtkuolle radiator mei skoffeltand mei in waarmtefluxdichtheid fan 2,7 W/cm2waard ûnderwurpen oan in temperatuerferhegingstest.De testresultaten litte sjen dat de temperatuer fan it montearflak fan it radiator-elemint 74,2 °C is, de temperatuerferheging fan 'e radiator is 44,8K, it koelluchtdrukferlies is 460 Pa, en de waarmtedissipaasje per ienheidsfolum berikt 4570 kW/m3.
3 Konklúzje
Troch de boppesteande testresultaten kinne de folgjende konklúzjes lutsen wurde.
(1) De koelkapasiteit fan 'e loftkuolle radiator wurdt sorteare troch heech en leech: shovel-tooth luchtkuolle radiator, plate-fin loftkuolle radiator, corrugated loftkuolle radiator, en rjochte-toothed loftkoele radiator.
(2) It temperatuerferskil tusken de finnen yn 'e corrugated luchtkuolle radiator en de rjochte toothed luchtkuolle radiator is relatyf grut, wat in grutte ynfloed hat op' e koelkapasiteit fan 'e radiator.
(3) De natuerlike luchtkuolle radiator hat de bêste fin-ôfstân, dy't kin wurde krigen troch eksperimint of teoretyske berekkening.
(4) Troch de sterke koelkapasiteit fan 'e shovel-tooth luchtkuolle radiator, kin it brûkt wurde yn elektroanyske apparatuer mei hege lokale waarmtefluxdichtheid.
Boarne: Mechanical and Electrical Engineering Technology Volume 50 Issue 06
Auteurs: Sun Yuanbang, Li Feng, Wei Zhiyu, Kong Lijun, Wang Bo, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
disclaimer
De boppesteande ynhâld komt fan publike ynformaasje op it ynternet en wurdt allinnich brûkt foar kommunikaasje en learen yn 'e yndustry.It artikel is de ûnôfhinklike miening fan 'e skriuwer en fertsjintwurdiget net de posysje fan DONGXU HYDRAULICS.As d'r problemen binne mei de ynhâld fan it wurk, auteursrjocht, ensfh., nim dan kontakt mei ús op binnen 30 dagen nei it publisearjen fan dit artikel, en wy sille de relevante ynhâld fuortendaliks wiskje.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.hat trije dochterûndernimmingen:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., enGuangdong Bokade Radiator Material Co., Ltd.
It holdingbedriuw fanFoshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Ningbo Fenghua No. 3 Hydraulic Parts Factory, ensfh.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.
&Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd.
MAIL: Jaemo@fsdxyy.com
WEB: www.dxhydraulics.com
WHATSAPP/SKYPE/TEL/WECHAT: +86 139-2992-3909
ADD: Fabryksgebou 5, Area C3, Xingguangyuan Industry Base, Yanjiang South Road, Luocun Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, Sina 528226
& No. 7 Xingye Road, Zhuxi Industrial Concentration Zone, Zhoutie Town, Yixing City, Jiangsu Province, Sina
Post tiid: Mar-27-2023