鋁合金踢腳板采暖散熱器的熱工性能優(yōu)化.pdf

1、本文以一種鋁合金踢腳板采暖散熱器為優(yōu)化對象，首先建立了散熱器的數(shù)學(xué)模型，對散熱器的傳熱原理進行了理論的分析，對散熱器的圓管壁、等截面肋片和變截面肋片的傳熱進行了理論計算。并通過散熱器試驗臺對鋁合金踢腳板采暖散熱器和散熱器市場占有額比較高的鋼管柱型散熱器、灰鑄鐵柱翼型散熱器、銅管鋁翅片散熱器和銅鋁復(fù)合柱翼型散熱器這五種散熱器進行了低溫工況、中溫工況和高溫工況的熱工性能實驗，通過計算得到的散熱量和金屬熱強度結(jié)果對這五種散熱器的散熱性能和經(jīng)濟

2、性能進行了比較。
　　通過Fluent軟件對單管鋁合金踢腳板采暖散熱器進行了低溫、中溫和高溫工況以及標(biāo)準(zhǔn)工況的散熱量的模擬，將Fluent模擬出的散熱量、試驗臺實際測出的散熱量和理論計算出的散熱量三者進行比較，得出模擬散熱量、實驗測試散熱量和理論計算散熱量三者之間的差別小于10％。得出了在誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn)luent軟件模擬的散熱量是準(zhǔn)確的。
　　進一步通過Ansys Workbench14.0平臺中的熱穩(wěn)態(tài)分析軟件和優(yōu)化

3、軟件對鋁合金踢腳板采暖散熱器進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。設(shè)置散熱器的水管半徑為優(yōu)化參數(shù)變量，散熱器和管內(nèi)熱水的對流散熱量和散熱器質(zhì)量為目標(biāo)參數(shù)，在管內(nèi)水流速不變的條件下，通過對鋁合金踢腳板采暖散熱器水管管徑進行100個樣本點的計算，得出了當(dāng)水管的管徑為17.2mm時散熱器金屬熱強度達到最大。建立優(yōu)化后的散熱器模型，并將其導(dǎo)入到Fluent軟件中進行散熱量的模擬，將模擬出的散熱量和理論計算散熱量進行對比，驗證了模擬散熱量的準(zhǔn)確性，進一步計算出優(yōu)化后踢腳

4、板散熱器的金屬熱強度，并將其和優(yōu)化前散熱器的金屬熱強度進行比較。
　　由于鋁合金踢腳板采暖散熱器形狀的不規(guī)則性，通過類比優(yōu)化法對兩水管管心距和水管在散熱器中位置進行研究，設(shè)計出具有兩個熱水管的鋁合金踢腳板采暖散熱器的模型，并且在保證散熱器模型兩水管管徑相同的條件下，對其兩水管管徑進行優(yōu)化，得出了使得雙水管踢腳板采暖散熱器金屬熱強度最大的尺寸為:下面水管管心到散熱器底部的距離為41.6mm，兩水管管心距為62.7mm，兩水管的管徑為