鋁合金踢腳板采暖散熱器的熱工性能優(yōu)化.pdf

1、本文以一種鋁合金踢腳板采暖散熱器為優(yōu)化對(duì)象，首先建立了散熱器的數(shù)學(xué)模型，對(duì)散熱器的傳熱原理進(jìn)行了理論的分析，對(duì)散熱器的圓管壁、等截面肋片和變截面肋片的傳熱進(jìn)行了理論計(jì)算。并通過(guò)散熱器試驗(yàn)臺(tái)對(duì)鋁合金踢腳板采暖散熱器和散熱器市場(chǎng)占有額比較高的鋼管柱型散熱器、灰鑄鐵柱翼型散熱器、銅管鋁翅片散熱器和銅鋁復(fù)合柱翼型散熱器這五種散熱器進(jìn)行了低溫工況、中溫工況和高溫工況的熱工性能實(shí)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算得到的散熱量和金屬熱強(qiáng)度結(jié)果對(duì)這五種散熱器的散熱性能和經(jīng)濟(jì)

2、性能進(jìn)行了比較。
　　通過(guò)Fluent軟件對(duì)單管鋁合金踢腳板采暖散熱器進(jìn)行了低溫、中溫和高溫工況以及標(biāo)準(zhǔn)工況的散熱量的模擬，將Fluent模擬出的散熱量、試驗(yàn)臺(tái)實(shí)際測(cè)出的散熱量和理論計(jì)算出的散熱量三者進(jìn)行比較，得出模擬散熱量、實(shí)驗(yàn)測(cè)試散熱量和理論計(jì)算散熱量三者之間的差別小于10％。得出了在誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn)luent軟件模擬的散熱量是準(zhǔn)確的。
　　進(jìn)一步通過(guò)Ansys Workbench14.0平臺(tái)中的熱穩(wěn)態(tài)分析軟件和優(yōu)化

3、軟件對(duì)鋁合金踢腳板采暖散熱器進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。設(shè)置散熱器的水管半徑為優(yōu)化參數(shù)變量，散熱器和管內(nèi)熱水的對(duì)流散熱量和散熱器質(zhì)量為目標(biāo)參數(shù)，在管內(nèi)水流速不變的條件下，通過(guò)對(duì)鋁合金踢腳板采暖散熱器水管管徑進(jìn)行100個(gè)樣本點(diǎn)的計(jì)算，得出了當(dāng)水管的管徑為17.2mm時(shí)散熱器金屬熱強(qiáng)度達(dá)到最大。建立優(yōu)化后的散熱器模型，并將其導(dǎo)入到Fluent軟件中進(jìn)行散熱量的模擬，將模擬出的散熱量和理論計(jì)算散熱量進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了模擬散熱量的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步計(jì)算出優(yōu)化后踢腳

4、板散熱器的金屬熱強(qiáng)度，并將其和優(yōu)化前散熱器的金屬熱強(qiáng)度進(jìn)行比較。
　　由于鋁合金踢腳板采暖散熱器形狀的不規(guī)則性，通過(guò)類比優(yōu)化法對(duì)兩水管管心距和水管在散熱器中位置進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出具有兩個(gè)熱水管的鋁合金踢腳板采暖散熱器的模型，并且在保證散熱器模型兩水管管徑相同的條件下，對(duì)其兩水管管徑進(jìn)行優(yōu)化，得出了使得雙水管踢腳板采暖散熱器金屬熱強(qiáng)度最大的尺寸為:下面水管管心到散熱器底部的距離為41.6mm，兩水管管心距為62.7mm，兩水管的管徑為