銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器技術(shù)研究論文

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1、銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器技術(shù)研究論文摘要銅鋁(或鋼鋁)復(fù)合柱翼型散熱器是內(nèi)銅(或鋼)外鋁的新型散熱器，其容水部件為銅(或鋼)管，管外的散熱部件為鋁合金翼型管。它充分發(fā)揮不同金屬材料各自在搞腐蝕或易加工成形等方面的優(yōu)點(diǎn)，能滿足我國現(xiàn)代建筑對(duì)散熱器的要求。本文將對(duì)該型散熱器的相關(guān)技術(shù)問題作一探討，對(duì)產(chǎn)品的基本構(gòu)造和技術(shù)特點(diǎn)作必要的分析，并對(duì)工程選用要點(diǎn)作必要的闡述，為這一產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)選用和產(chǎn)品開發(fā)提供一些參考。關(guān)鍵詞銅鋁復(fù)合柱翼散熱器1概述我國是一個(gè)幅員遼闊、人口眾多的發(fā)展中國家，建設(shè)任務(wù)巨大.freelm/a，銅、銅合金及不銹鋼管壁的年腐蝕率應(yīng)小于0

2、.005mm/a",.freelm的銅管其耐腐蝕年限即相當(dāng)于12.5mm壁厚的鋼管，顯然能滿足前述的散熱器使用年限的要求。不銹鋼結(jié)構(gòu)的散熱器也能達(dá)到這樣的效果（參見本文4.1節(jié)）。對(duì)于鋼鋁結(jié)構(gòu)的散熱器，其所用鋼管有標(biāo)準(zhǔn)的普通焊接鋼管及普通無縫鋼管兩種。前者最小壁厚為2.7mm，管材本身就是采暖系統(tǒng)所用的管材；后者在選用時(shí)可選用壁厚2.5mm以上的管材，基本等同于普通焊接鋼管的壁厚，也可以保證散熱器的使用年限要求。2．2．2承壓能力：由于該型產(chǎn)品的容水部件（即承壓部件）均為標(biāo)準(zhǔn)的銅管或鋼管，按相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，生產(chǎn)散熱器所用的管材，其出廠試驗(yàn)壓力增可達(dá)到2

3、.0MPa以上（詳見本文第4.1節(jié)），而散熱器的工作壓力一般定為1.0MPa，試驗(yàn)壓力1.5MPa。所以只要能保證焊接質(zhì)量，就能保證整個(gè)散熱器的承壓要求，能夠安全使用。2．2．3熱工性能：本型散熱器的散熱功能基本由鋁制翼型管承擔(dān)，上下聯(lián)箱占較少部分?？梢猿浞职l(fā)揮鋁合金易擠壓成形的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)熱工及美觀造型要求，加工成各種開頭及尺寸，然后通過與銅（或鋼）立管的脹接，達(dá)到緊密結(jié)合，減小熱阻，保證傳熱良好。2．2．4使用情況：該型產(chǎn)品的內(nèi)、外表面光潔，對(duì)內(nèi)不會(huì)造成熱媒水的污染或含砂，有利于精密度較高的設(shè)備和儀表的正常工作；對(duì)外可提高產(chǎn)品的美觀程度和檔次。且其散熱器

4、寬度可大大減小。綜合說業(yè)，可以達(dá)到"安全可靠、輕薄美新"的基本要求。3鋁制翼形散熱管的管形分析3．1基本要求：該散熱器所用鋁合金翼形管的管型，與已有的鋁制散熱器基本相同。但由于內(nèi)襯銅管（或鋼管）及脹管的需要，翼型管的內(nèi)孔（立柱）只能采用圓形，不宜用矩形，形成圓形管柱外設(shè)翅片的形式。圓管柱內(nèi)徑必須與內(nèi)襯管管材有合理的配合公差，既能保證串管時(shí)沒有困難，又要保證內(nèi)襯管的脹管量不是太大。一般的脹管量在0.4～0.6mm的范圍內(nèi)，且能使鋁翼管微脹，達(dá)到緊密結(jié)合。鋁翼形管的斷面形狀及翅片設(shè)置，要符合下述基本要求。3．1．1圓形管柱內(nèi)孔直徑須與所用襯管（銅管或鋼管）配合

5、。3．1．2斷面尺寸的寬度決定了整個(gè)散熱器的厚度，應(yīng)與上下聯(lián)箱的尺寸結(jié)合考慮，保證散熱器存放、運(yùn)輸、使用時(shí)翼片不受操作。翼管斷面的長度決定了組成散熱器時(shí)的柱距（片長），應(yīng)考慮到工程選用的方便及散熱器選用時(shí)散熱量配片級(jí)差的要求。3．1．3翼管外設(shè)翅片的高度（具體翅片外沿到中心管壁的距離）不要太大，以不超過60mm為宜，保證合理的傳熱溫差（具有最佳數(shù)值需要深入研究）。多個(gè)翅片的設(shè)置要充分滿足強(qiáng)化傳熱的要求，保證熱氣流暢通以及清掃的可能。翅片外端不能尖銳，最好作成"T"形，以防人體碰傷。3．1．4翅片及中心圓形管柱的壁厚應(yīng)盡可能薄，以節(jié)省材料。希望翅片的厚度為0

6、.5～0.6mm，以使散熱器的金屬熱強(qiáng)度達(dá)到較高水平，這對(duì)今后的發(fā)展是有利的。3．2斷面形狀：鋁制翼管的管形，大致分開式、閉式、混合式三種。圖2列出了幾種管形的示意圖。"a"為閉式結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是以翅片形成自然對(duì)流的空氣通道，利用煙囪效應(yīng)增強(qiáng)換熱效果。"b"為開式結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是通過加大換熱面積增加單柱散熱器的散熱量，同時(shí)也可取得較高的金屬熱強(qiáng)度、節(jié)省材料。"c"為混合式結(jié)構(gòu)。它綜合閉式與開式的某些特點(diǎn)，形成在造型、熱工及安裝使用各方面有自己特點(diǎn)的翼管斷面形狀。對(duì)于翼管斷面尺寸的控制，翼形管斷面尺寸中的B亦即為散熱器的厚度，參照已有鋁制散熱器標(biāo)準(zhǔn)的要求，一般為50

7、～60mm；片長L（亦等于兩片散熱器的中心距）的取值要考慮兩片組合間隙，并且為了選用及安裝的方面，凡是取整數(shù)（cm）。如圖2所示：L=L1+C，L1為鋁翼管橫斷面的長度；C為組合間隙，一般為5～10mm?；谝砉芗庸?、熱工及已有各種散熱器的尺寸情況，片長L多在60～100mm的范圍。鋁翼形管的設(shè)置高度，主考慮立管（3）與上、下聯(lián)箱（1、2）焊接的方便及空氣流通的暢順。鋁翼管上、下兩端面分別與上、下聯(lián)箱外沿的距離，一般為10～15mm。對(duì)于頂部設(shè)裝飾罩的產(chǎn)品，裝飾罩的設(shè)計(jì)要保證熱工要求，使氣流通順、不降低散熱效果。圖2鋁制翼形管管形示意圖（a）閉式；（b）形

8、式；（c）混合式4銅鋁（或鋼鋁）柱翼型散熱器的承壓能力及熱工性能4