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板翅式风冷换热器温度梯度的影响因素分析

点击:2122 日期:[ 2014-04-26 21:58:10 ]
                板翅式风冷换热器温度梯度的影响因素分析                                   王 超                 (中国电子科技集团公司第29研究所, 成都610036)     摘要:板翅式风冷换热器在航空电子设备的冷却中被广泛地运用,但是对于高热流密度热源的散热,设计参数的选择不当常常会出现换热器平均温度较低,而局部的高温使电子元器件损坏的情况。用元体平衡法对板翅式风冷换热器进行分析,从降低换热器的温度梯度入手,分析一些参数对温度梯度的影响情况。     关键词:热流密度;温度梯度;换热器;元体平衡法     中图分类号:TK124  文献标识码:A  文章编号:1008-5300(2007)01-0020-04    引 言     板翅式风冷换热器由于它结构紧凑、使用方便,在航空电子设备的冷却中被广泛地运用,一般来说,风冷式散热器对于一些耗散功率不大、热流密度比较小的电子元器件,在冷却空气温升不超过40℃左右的条件下能满足散热要求。而对于高热流密度的散热,理想情况是采用液体冷却的方式来进行,但是在航空电子设备中往往不具备使用液体冷却的条件,比如战斗机、直升机等小型飞机,由于其对体积和重量的限制,提供液冷的条件比较困难,只能采用风冷的方式散热。这样对于一些热流密度比较大的电子元器件,例如,大功率行波管的散热、高功率电源的散热等,其风冷散热器的设计就显得至关重要。换热器设计的好坏,直接关系到电子设备能否正常工作。     板翅式换热器通过其翅片使有效换热面积得到扩展,从而使换热能力增加,其热力计算大多采用文献[1]提供的计算方法求解,该方法虽然是根据实验曲线计算换热系数,而实际结果会根据加工条件、使用环境的不同带来一定的误差,大量的实践证明,对于温度的计算,其误差一般都在允许的范围内。但是文献[1]中的计算只能得到板翅式换热器的平均温度,对于高热流密度的电子元器件,换热器表面(盖板)的温度梯度往往比较大,虽然换热器表面的平均温度比较低,但局部的高温常常导致一些电子元器件的损坏,因此,如何降低换热器的温度梯度就显得尤为重要。     文中以降低换热器表面最高温度为主要目的,用元体平衡法对换热器进行分析,计算出其最高温度,分析一些参数对温度梯度的影响,为高热流密度电子元器件的散热设计提供借鉴。
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