散热片基板开孔对自然对流换热的影响
湖北省会计从业资格考试-赤道豆瓣
第１５卷第５期
热 科 学 与 技 术
Ｖｏ１．１５ ＮＯ．５
２０１６年１Ｏ月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ
０ｃｔ．２０１６
文章编号：１６７１—８０９７（２０１６）０５—０３５８
—０５ ＤＯＩ：１０．１３７３８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１—８０９７．２０１６．０５．００３
散热片基板开孔对自然对流换热的影响
龚振兴， 鹿 博， 孙永升
（山东超越数控电子有
限公司，山东济南２５０１０１）
摘要：为研究自然对流情况下矩形散热片基板开孔对换热的影响，采
用数值模拟方法对基板开孔的散热片
的传热性能进行了分析，讨论了开孔后换热强化的物理机制。结果
表明：开孔后发热元件的温度降低；通孔破
坏了散热片基板上速度边界层的形成，从而强化了局部表面
处的对流换热。
关键词：自然对流；散热片；开孔；强化传热
中图分类号：ＴＫ１２４ 文
献标识码：Ａ
０ 引 言
管换热器的传热性能，但阻力也随之增加；与开缝
位置
相比，开缝数量对开缝翅片管换热器传热与
自然对流是自然界中普遍存在的一种现象，
阻力
特性的影响更大；开缝翅片的综合流动传热
自然对流散热也是非常原始和可靠的散热方式之
性能高于普通平直翅片。
一
。
在一些靠自然对流散热的机箱或机柜内部，
此外，Ｌｅｅ等［４ 通过数值模拟研究发现空冷
为增强发热元件的散热，通常在热功耗较大的元 <
br>式换热器翅片穿圆孔能够改善传热，虽然压力损
件上部安装散热片，通过增加对流换热面积来增
失增加，但传热系数提高约３．３５ 。Ｗｕ等［５］采
大对流换热量。
用正交
试验遗传算法对新型纵向涡半球凸开缝的
强化散热片的传热途径主要有两种：一种为
翅片进
行了研究，分析了翅片间距对流动和传热
增大散热片表面积；另一种为提高对流传热系数，
的影响。
很多学者对此做了大量研究。
赖艳华等［６］采用熵产分析的方法，对平直肋 <
br>尹斌等ｎ 通过数值模拟的方法对三种不同开
片散热器在大空间自然对流条件下的性能进行优
缝形式翅片的传热与阻力特性进行研究。结果表
明：双边交替开缝的ｓｌｉｔ－２型翅片，换
热性能最
化分析，研究了风速、散热器基板长度和宽度、肋
好，Ｘ型双向开缝片的性能次之
，单边开缝的ｓｌｉｔ一
片厚度、个数和厚度对熵产的影响，给出了肋片效
１型翅片换热效
果低于前两种。
率和质量与熵产的关系。
黄钰期和俞小莉［２ 采用数值模拟的方法分析
艾尔伊莎等［７ 利用数值模拟的方法分析水平
了两种不同翅片（锯齿形翅片和波纹形翅片）
不同
矩形翅片上开三角形通孔对自然对流传热的强化
开孔参数和开孔位置对散热的影响。研
究发现：
作用，讨论了翅片开孔后引起的传热强化和热耗
锯齿形翅片，不同开孔参数对流动
、散热都有不同
散率的改变，结果表明，三角形穿孔强化了传热，
的影响；当孔径达到一定
范围后，再增加开孔尺寸
提高了翅片的热耗散率。
并不能显著提高换热性能，却仍会导致流
动阻力
对自然对情况下散热片的强化换热研究，主
大大增加；波纹形翅片，不同的开孔位置
也会对空
要集中在散热片结构优化和翅片上开孔两个方
气侧流动阻力和传热性能产生显著影
响。
向，而对基板开孔的研究较少，本文则对散热片基
袁益超等［３ 对５种不同翅片管换
热器进行了
板开部分通孔对传热的影响进行了研究，目的是
数值模拟研究。结果表明：增加
开缝会提高翅片 分析基板开孑Ｌ对自然对流的强化作用。
收稿日期：２０１５—０３—０３；修回日
期：２０１６—０１—２５．
作者简介：龚振兴（１９８４一），男，汉族，博士，主要从事电子设备
热设计方向的研究工作．Ｅ—ｍａｉｌ；ｃｑｕｇｚｘ＠１６３．ｃｏｍ