垂直肋片换热分析

　　以钢管为基本材料的管柱组合型散热器（又称钢管柱式散热器），与钢制散热器相比，提高了防腐蚀能力，延长了使用寿命，却降低了金属热强度。为了克服这一弱点，在现有的钢管柱式散热器产品中，在管柱上都增设了垂直肋片。据测试，垂直肋片的散热量约占该种散热器总散热量的25左右。在其它类型的散热器中，垂直肋片也有所应用。本文对如何合理设计垂直肋片的尺寸和形状，以提高其散热效果的问题进行了分析探讨。

　　取两管柱间垂直肋片的一半作为研究对象。对管柱来说，垂直肋片的换热可看作为等截面直肋的导热。由肋壁的导热分析很容易看出：除了肋根温度、肋片几何尺寸和导热系数等因素外，肋片与周围空气的换热系数，也影响着肋片换热量的大小。从垂直肋片自身而言，它的换热又可近似看作为等壁温条件下垂直平壁的自然对流换热。

　　散热器用于低温热水供暖时，其表面平均温度一般不超过85℃。取室内供暖设计温度为18℃，由表1可以看出，此时的层紊流转折点的临界高度hc约为610mm.而散热器垂直肋片的高度一般在600mm以下。这说明散热器中的热媒为低温热水时，其垂直肋片的自然流动换热处在层流区。即使热媒为高温水（或蒸汽）时，层、紊流转折点的高度也在560mm以上。此时肋片层流区的流动换热也占肋片换热的主要部分。因此，肋片的对流换热主要是在层流区。