強化傳熱的措施 生態1141122019周翟尤佳 強化傳熱的途徑 提高換熱器綜合效率 降低其壽命周期費用的最有效措施是強化傳熱 傳熱強化技術就是當高溫流體和低溫流體在某一傳熱面兩側流動時 使單位時間內兩流體間交換的熱量Q增大 從傳熱速率方程式Q KA tm 強化傳熱的途徑 可知 擴大傳熱面積A 加大平均溫差 tm提高總傳熱系數K均可提高傳熱速率在換熱器的研究 設計和使用操作中 大多均從這三要素來考慮強化傳熱過程 1 2 強化傳熱的方式 強化導熱強化對流強化輻射強化復合傳熱 強化導熱 1 減少導熱熱阻 使用導熱系數較高的材料作為導熱介質 如純銀 純銅 純鋁等 2 減少接觸熱阻 a 提高接觸表面光潔度或增加物體間的接觸壓力 以增加接觸面積 b 在接觸面之間充填導熱系數較高的氣體 如氦氣 c 在接觸表面上用電化學方法添加軟金屬涂層或加軟金屬墊片 3 導熱膠粘劑的應用 散熱器采用鋁合金的散熱片 底部則采用純銅工藝 導熱性非常好 有利于迅速帶走熱量 同時還采用了2根熱管 配合風扇一起組成一個熱管散熱系統 HGST 原日立環球存儲科技公司 現為西部數據 NASDAQ WDC 旗下子公司 將推出一款氦氣充填式硬盤驅動器 HDD 平臺 它運用當今最先進的技術 可提升存儲容量 并大幅降低企業和云客戶的總擁有成本 TCO 氦氣較低的剪切力和更加高效的熱傳導特性還意味著 驅動器的運行溫度將會更低 噪音也更小 導熱墊片是填充發熱器件和散熱片或金屬底座之間的空氣間隙 它們的柔性 彈性特征使其能夠用于覆蓋非常不平整的表面 熱量從分離器件或整個PCB傳導到金屬外殼或擴散板上 從而能提高發熱電子組件的效率和使用壽命 強化對流 增大傳熱系數減小對流熱阻增大換熱面積 圓管外加翅片 增大了換熱面積 在高溫設備中 輻射換熱是換熱的主要形式 表面粗糙化及氧化膜 增加固體表面輻射率能夠有效地提高物體表面的散熱或吸熱能力 物體表面粗糙化可以引起物體輻射率的增大 固體微粒對輻射換熱的強化 在氣流內摻加固體微粒 不僅可以增加流體的熱容量 而且微粒在邊界層內的運動可以減少氣流粘性底層的厚度 因此可以提高氣流對于壁面的換熱系數 光譜選擇性輻射表面 某些光譜選擇性輻射表面能夠比較完全地吸收來自高溫物體短波長的輻射能 同時在自身較低溫度下 因而輻射波長較大 保持不高的發射率 所以可獲得較大的凈輻射能 利用熱輻射特性減少能量損失 多孔體應用輻射翅片的應用 設置輻射翅片以增大輻射散熱面積 強化輻射 為了增強輻射冷卻效果 高溫設備 如火箭發動機和高溫氣冷反應堆 散熱面通常進行粗糙化或氧化處理以增強表面的輻射能力 通常 太陽能集熱器采用價格便宜且容易獲得的黑漆作為傳熱管的涂層 但黑漆并非光譜選擇性涂料 它對太陽能輻射的吸收率和在集熱器壁面溫度下的輻射率都很高 可達 為了減少集熱器壁面的散熱損失 集熱器外要加裝一種廉價的選擇性材料 玻璃 圖為減少輻射損失的多孔陶瓷 多孔體吸收火焰輻射能后溫度較高 也將向工件發射較多的輻射能并反射火焰的輻射能 散熱翅片與散熱管接觸面大而緊 傳熱性能良好 穩定 增大輻射散熱面積 參考文獻 1 李洪亮 強化傳熱技術及其應用 J 化工設備與防腐蝕 2002 2 2