鋼鋁復合散熱器的對流換熱和輻射換熱
實際上,冪指數(shù)n對熱交換影響很大。因為n越大時,當△T減小,換熱量就越少?
因為冪指數(shù)n代表了散熱器的熱交換能力。n越大,散熱器的對流換熱量就越大,而輻射換熱量就越小。
這說明什么呢?請解釋得再清楚一點。
理解鋼鋁復合散熱器熱交換方式的最簡單的方法就是從散熱的墻壁開始,散熱的墻壁由盤管從內(nèi)部加熱。
就是墻面輻射板?
對。
但是,輻輻射板的熱交換方式完全不同。它的換熱量只來源于輻射!
墻面輻射板的熱交換只有輻射發(fā)生。
只有當輻射板的表面溫度大大超出其他圍護表面的表面溫度時才發(fā)生輻射。散熱面把熱量傳遞給其他表面。

墻面輻射板與其他表面之間的溫差越大,輻射的熱交換量就越大。
輻射板也向空氣散熱呀。
但不是以輻射方式!輻射換熱時空氣是完全透明的。
對于輻射換熱空氣是透明的,這是什么意思呀?不明白!
墻面輻射板只與其他的墻壁交換熱量,而不是與空氣,空氣還保持它初始的溫度。就像空氣不存在一樣。
那么輻射板怎樣加熱空氣呢?
自然對流。室內(nèi)空氣比墻面輻射板涼,墻面輻射板加熱與它接觸的空氣。

所以,如果由于某些原因自然循環(huán)受到阻礙的話,那么輻射板就不能增加空氣的溫度了嗎?
確實如此。這就是冬天的時候在酒吧和飯館的外面所設置的些“蘑菇”狀的紅外線爐子的功能所在。它們的表面達到很高的溫度,然后輻射到人體表面,使之加熱,而不是以某種方式作用于空氣,那樣的話將是一種能能源浪費。如果我們?nèi)嗽谑彝?,總不能把整個世界的空氣都加熱了以便取暖吧!
對于一個墻面輻射板,對流換熱占總熱交換量的百分之多少呢?
如果墻面輻射板在25~309℃之間,對流換熱量的百分比大約是總散熱量的30%~40%。很大程度上取決于它的形狀,尤其是高度。高度越大,則對流換熱量就越大。形狀和高度比表面溫度對對流換熱量的影響大。
但是輻射換熱量居多。
當然了!輻射換熱量與墻面輻射板表面散熱量成正比。墻面輻射板散熱量越大則輻射換熱量越大。對流換熱量較低,因為對流只能加熱與壁板表面接觸的空氣。
想一想,從根本上講,墻面輻射板的散熱就像一組巨大的散熱器。有一個簡單的公式可以計算散熱器所交換的熱量嗎?
這就是我要達到的目的。一組散熱器換熱的方式既對流又輻射,只是與墻面輻射板的百分比相反,對流換熱的比例遠大于輻射換熱,盡管很大程度上取決于它的幾何形狀,但也有散熱器其輻射換熱量高于其他的方式。
可以了解哪些散熱器的輻射換熱更大。輻射板的散熱量可以用與散熱器一樣的公式計算,冪指數(shù)n在1和1.1之間,按高度計算。輻射板的冪指數(shù)n值如此之低意味著什么呢?
如果冪指數(shù)n小,可能就意味著輻射換熱量比對流換熱的大……
可能是這樣。讓我們檢査一下。取一組和墻面輻射板非常相似的散熱器,最好是一組橫向安裝的散熱器,和和一組縱向安裝的散熱器。
對。散熱器必須夠扁平。而且既有縱向也有橫向的。
如果你的理論正確的話,我們應該能發(fā)現(xiàn)它的冪指數(shù)n夠小。實際上,它的橫向寬是920mm,冪指數(shù)n=1.14,比墻面輻射板的冪指數(shù)n大,但是這些是沒有用的,因為散熱器并非貼在墻上,它的前面和后面都有空氣。
而縱向安裝散熱器的冪指數(shù)n應該較大。
確實如此。我在前面跟你講過,縱向高的墻面輻射板的對流換熱能力相當強。散熱器也是如此。實際上,相同型號的散熱器,其縱向的冪指數(shù)是橫向型號的差不多一倍,1.27倍左右。
我們講的是縱向高度大的散熱器,而垂直高度大的墻面輻射板的冪指數(shù)n接近1.2。
那么,鋼制管型散熱器也應該情同此理嘍。
是的。2柱縱向高的散熱器的冪指數(shù)范圍從1.23~1.3。6柱散熱器的冪指數(shù)是從1.29~1.3。注意:并不是只有高度才有意義,寬度與高度之比也起作用。
上面所舉的例子很有意思。柱數(shù)越多,散熱器的對流換熱是不是就越大。
合乎邏輯。高度和寬度相等的情況下,厚度就起決定性作用了。柱數(shù)越多,與表面接觸的空氣就越多,而靠輻射換熱的裸露在外面的表面積幾乎沒變。
按照空氣動力學,多柱散熱器有利于對流交換。散熱器平均溫度高多少,對流的熱交換量就增大多少。
我明白了,散熱器的溫度越高,對流交換的量就越大。但是原因是什么呢?
很簡單。散熱器越熱,空氣就越容易被加熱。熱空氣比冷空氣輕,所以,空氣越熱就越往上升。
你要我給你舉個例子嗎?20℃和和45%相對濕度的1立方空氣,重1.2kg。把它加熱到35℃,它的重量就減到1.13kg,少了6%。再把它加熱到50℃時,它的重量就減到了1.08kg,少了10%。
所以,與空氣接觸的表面越熱,對流換熱則越多。
正是如此。
這就是為什么鋁制散熱器的指數(shù)會如此之大的原因,高于1.3!因為空氣與很大的表面積接觸,并且形成了煙鹵效應。
是。但也有其它正好相反的情況。接觸面積越大,空氣流動的損失也越大。用更簡單的話說就是,由于被禁錮在狹窄的間隙里,空氣很難上升。鋼鋁復合散熱器就是一個例子。
空氣流動困難的情況下,只有高溫才能讓空氣活動起來。
對呀。當散熱器的溫度降低時,熱交換量下降。一組低溫運行的散熱器應該大部分靠輻射來交換熱量。其冪指數(shù)n應該很低,而不是很高。

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