散热器在大流量下的换热和流动性能分析

　　散热器在大流量（0.02270. 0284kg/内）和低压降条件下有较好的换热和流动性能，熵产达到小。放射状散热器的放射状外形会出现旁通现象，因此属于大流量和低压头的系统阻抗，需要设计相应的低压头大流量风扇才能实现更好的匹配。热源高温度和流量关系，考察了每一个参数对散热器性能的影响优化模型基于前面参数化分析，本文以风扇和曲线型散热器组件熵产小为目标对曲线型散热器进行优化。由于数值计算的工作量和复杂程度，设计变量为12个，将问题确定为多变量单目标优化问题。

在给定风扇条件、热源发热量和空间限制条件下对曲线型散热器进行优化， 可以在不需要CAD/ CAM文件条件下快速直接输入设计条件自动产生网格，通过批处理连接各种设计条件，就可以在无人干预的条件下对散热器进行参数性能计算分析，一体化设计可以自动进行风扇和散热器的工作点匹配，避免使用简单的风扇外特性曲线而忽略了风扇出口三维流场对散热器的影响，对进一步提高散热器性能具有重要意义。熵产小化原理综合了传热和流动效果，可以同时考虑散热器和风扇的诸多性能参数，如阻力特性、传热特性和风扇的外特性，在一体化设计中充分发挥其作用。

　　对放射状散热器展开的肋片形状研究表明：风扇效率高点并不是系统散热性能佳点。我们提出了风扇和散热器匹配的气动和传热性能佳区域的概念。在该区域内是风扇流量和散热器充分换热的平衡区，是组件的熵产总体性能佳区域。曲线型散热器在佳温度时肋片数少，可以减少材料的消耗和降低重量。曲线型散热器设计通过平顺风扇出口流场减小了进口碰撞损失，同时弯扭也增加了摩擦面积，提高了对流换热能力。风扇和散热器匹配时，散热器对风扇会有反作用，风扇特性会发生一定变化，说明风扇散热器一体化设计的必要性。