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强制对流开槽翅片的传热性能研究

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  符 号

  Ainsal——绝热箱的传热面积,m2

  AT——散热片组总的传热面积,m2

  C——翅片顶部与风洞上壁的距离,m2

  Dh——当量直径,m

  F——灰体的形状因子

  H——翅片高度,m

  hav——散热片的平均对流传热系数,W/(m2·K)

  k——空气的导热系数,W/(m·K)

  k1——绝热矿物棉的导热系数,W/(m·K)

  k2——绝热纤维木板的导热系数,W/(m·K)

  L——翅片长度,m

  NuD——以散热片组当量直径为定性尺寸的努塞尔特数

  n——散热片组中的翅片数

  Q′——翅片组与冷却空气的换热速率,W

  Qconv——翅片组的对流传热速率,W

  Qin——输入的电功率,W

  Qloss——绝热箱对环境的热损失,W

  Qrad——翅片组的辐射散热速率,W

  ReD——以散热片组当量直径为定性尺寸的雷诺数

  S——翅片间距,m

  Tb——翅片根部的温度,K

  Tcase——绝热箱外壁温度,K

  Ta——空气的平均温度,K

  Tf——散热片组中翅片的平均温度,K

  Tin——空气进散热片组的温度,K

  Tout——空气出散热片组的温度,K

  ΔTm——对数平均温差,K

  t——翅片厚度,m

  u——空气平均速度,m/s

  W——散热片组宽度,m

  δ1——绝热矿物棉厚度,m

  δ2——绝热纤维木板厚度,m

  μ——空气粘度,Nm/s2

  ρ——空气密度,kg/m3

  σ——斯蒂芬—玻尔兹曼常数,W/(m2·K4)

  1 前言

  由于能够增加传热面积,扩张表面己广泛地应用于传热设备中,如翅片管换热器等。Webb和Bergles对这种强化传热方法作了较全面的总结[1]。矩形 翅片应用得较多,因此对其研究也很多[2~4]。通常,增加传热面积能够使得总的传热量有较大的增加,但流体与壁面间的对流传热系数并没有增大。对于以空 气作为冷却介质的换热器,设法增加空气侧的对流传热系数是十分有效的强化传热手段。

  提高对流传热系数的一种有效方法就是改变流道形状,破坏流体边界层的形成和发展。为了提高换热器的传热性能,人们已研究和开发了多种内翅片管和外翅片管[5],但我们尚未见到在换热设备中应用开槽翅片的报道。

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