铜铝或钢铝复合柱翼型散热器技术研究 柱翼型散热器

时间:2019-09-09 18:00:12 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

铜铝或钢铝复合柱翼型散热器技术研究

铜铝或钢铝复合柱翼型散热器技术研究 3.1 基本要求:该散热器所用铝合金翼形管的管型,与已有的铝制散热器 基本相同。但由于内衬铜管(或钢管)及胀管的需要,翼型管的内孔(立柱)只 能采用圆形,不宜用矩形,形成圆形管柱外设翅片的形式。圆管柱内径必须与内 衬管管材有合理的配合公差,既能保证串管时没有困难,又要保证内衬管的胀管 量不是太大。一般的胀管量在0.4~0.6mm的范围内,且能使铝翼管微胀,达到紧 密结合。铝翼形管的断面形状及翅片设置,要符合下述基本要求。

3.1.1 圆形管柱内孔直径须与所用衬管(铜管或钢管)配合。

3.1.2 断面尺寸的宽度决定了整个散热器的厚度,应与上下联箱的尺寸结 合考虑,保证散热器存放、、使用时翼片不受操作。翼管断面的长度决定了组成 散热器时的柱距(片长),应考虑到工程选用的方便及散热器选用时散热量配片 级差的要求。

3.1.3 翼管外设翅片的高度(具体翅片外沿到中心管壁的距离)不要太大, 以不超过60mm为宜,保证合理的传热温差(具有最佳数值需要深入研究)。多个 翅片的设置要充分满足强化传热的要求,保证热气流畅通以及清扫的可能。翅片 外端不能尖锐,最好作成"T"形,以防人体碰伤。

3.1.4 翅片及中心圆形管柱的壁厚应尽可能薄,以节省材料。希望翅片的 厚度为0.5~0.6mm,以使散热器的金属热强度达到较高水平,这对今后的发展是 有利的。

3.2 断面形状:铝制翼管的管形,大致分开式、闭式、混合式三种。图2 列出了几种管形的示意图。

"a"为闭式结构,优点是以翅片形成自然对流的空气通道,利用烟囱效应增 强换热效果。"b"为开式结构,优点是通过加大换热面积增加单柱散热器的散热 量,同时也可取得较高的金属热强度、节省材料。"c"为混合式结构。它综合闭 式与开式的某些特点,形成在造型、热工及安装使用各方面有自己特点的翼管断面形状。

对于翼管断面尺寸的控制,翼形管断面尺寸中的B亦即为散热器的厚度,参 照已有铝制散热器标准的要求,一般为50~60mm;
片长L(亦等于两片散热器的 中心距)的取值要考虑两片组合间隙,并且为了选用及安装的方面,凡是取整数 (cm)。

如图2所示:L=L 3 铝制翼形散热管的管形分析 1+C,L 1为铝翼管横断面的长度;
C为组合间隙,一般为5~10mm。基于翼管加工、 热工及已有各种散热器的尺寸情况,片长L多在60~100mm的范围。铝翼形管的设 置高度,主考虑 立管(3)与上、下联箱(1、2)焊接的方便及空气流通的畅顺。铝翼管上、 下两端面分别与上、下联箱外沿的距离,一般为10~15mm。对于顶部设装饰罩的 产品,装饰罩的设计要保证热工要求,使气流通顺、不降低散热效果。

图2 铝制翼形管管形示意图 (a)闭式;
(b)形式;
(c)混合 式 4.1 强度:由于该型散热器的容水部件主要是标准铜管或钢管,对应本类散 热器制造时常用的管材规格,按标准规定的出厂试验压力均可超过散热器的承压 要求。所以,只要严格按标准选定管材,就能保证散热器的承压能力,只要把焊 接质量搞好即可。钢铝结构的散热器所用的变通焊接钢管、冷轧无缝风管及不锈 钢出厂试验压力见表1;
对于铜铝结构的产品,其所用的紫铜管,代号为T 4 铜铝(或钢铝)柱翼型散热器的承压能力及热工性能 2,T3。上、下联箱由于钻孔的需要,须用硬质铜管(以Y表示):立水道用半硬 质铜管(以Y 2表示),一般可由铜管厂定尺供货。壁厚根据预定的管子直径及工作压力 按表2及表3选定。

几种标准钢管的技术参数 表1 4.2.1 散热面积(F)计算:包括上、下联箱、铝翼管(按翅片的两面计 算面积)及立水管的裸露部分,求出三者全部的外露面积,即为散热面积,单位 为m 注:散热量参数值一栏中斜线左侧为宽度B=50的数值,右侧为B=60的数值。

4.2.3 单片散热器重量(G d)计算:计量时需将铜(或钢)管与铝翼管分别计算。前者可查铜(或钢) 管的技术标准(最好是实物称重);
后者可根据计算面积(不是前述的散热面积, 因为翼片的散热面积是计算了内外两面的数值)、翼片(及圆形管)设计厚度及 金属密度求出。铝合金的密度为2.7g/cm 3;
紫铜为8.5 g/cm

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