矩形翅片热管散热器数值模拟

　　杨莹莉

　　摘 要：随着热管技术应用的广泛，热管散热装置在密闭机柜散热中的应用已有不少研究。

　　“1业机柜热管散热器的理论与实验研究”一文就圆翅片重力热管束散热装置应用于 L：业密

　　闭机柜中进行了实验研究，在实验工况下取得了良好的效果。本文就矩形翅片热管散热器

　　做了数值模拟与计算，对比不同迎面风速、不同热管管径、不同翅片厚度、不同翅片问距、

　　不同热管间距等对换热单冗换热的影响。

　　— 1L —jL ．

　　日JI舌 1 热管散热器模型

　　在结合前人研究的基础上，本文对 目前

　　1．1热管散热器参数

　　应用 j：电子设备散热冷却的矩形翅片热管

　　现根据密闭机柜的人小、特点、国家无

　　散热器进行了建模与数值计算，分析了风

　　芯重力热管标准以及典型工况选取几组模

　　速、管径、翅片厚度、翅片间距、热管间距

　　型参数如表：

　　等因素对散热器的影响。

　　表 1 模型参数

　　迎面风速 v 热管直径 d 翅片厚度 翅片间距 S 热管距翅片边距 热管间距 C

　　(m／s) (mm) (mm) (mm) a (mm) (mm)

　　2．5 l0 1 2 l5 60

　　热管排列方式选取常见的正三角形排 作用，根据试验 ，应用条件下热管外管壁温

　　列，选用8根热管与矩形翅片排列成的热管 度 比冷源温度高小于3℃，热管冷热段温差

　　束散热器进行研究。根据模型参数可以确定 不超过1O℃，应用条件下，考虑环境温度为

　　散热器的形状与大小。 室温28℃，选取热管蒸发段外壁温度为40℃。

　　通过FLUENT的前处理软件 GAMBIT 不考虑热管与翅片间的接触热阻的影响。

　　中建立三维几何模型，采用非结构化网格。 (2)入 口空气温度取机柜内我们要控

　　计算采用三维不可压缩模型非耦合隐式求 制的温度55℃，入 口速度取2．5rn／s。

　　解方法。 (3)考虑大气压的影响，取标准人气

　　1．2边界条件 压 Pa。

　　(1)热管管壁温度 (4) 因为散热是强制对流，不考虑辐

　　大【]为热管管壁温度根据热管的充液量、 射换热的影响。

　　真空度等的不同在相同的 作条件下也会 (5)翅片上下剖面取的是对称面，所

　　有些不同，况且，这里选取恒管肇温度主要 以边界条件采用绝热边界条件。

　　是为 了比较不I排列、不同管间距、不同翅 (6) 同体流体接触面 (wall—shadow)

　　片厚度以及不同风速下热管的散热情况，所 采用耦合边界条件 。

　　以可 以先取一个近似值 。 因为取热管管壁温度为40~C，入 口风速

　　在一定的加热功率下，热管：r作温度 由 为2～3m／s，取机柜内空气内定性温度为管

　　冷源 (空气)温度等决定。冷源温度起决定 壁 与 柜 内 温 度 的