铜铝(或钢铝)复合柱翼型散热器技术研究论文

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1、铜铝(或钢铝)复合柱翼型散热器技术研究论文摘要铜铝(或钢铝)复合柱翼型散热器是内铜(或钢)外铝的新型散热器，其容水部件为铜(或钢)管，管外的散热部件为铝合金翼型管。它充分发挥不同金属材料各自在搞腐蚀或易加工成形等方面的优点，能满足我国现代建筑对散热器的要求。本文将对该型散热器的相关技术问题作一探讨，对产品的基本构造和技术特点作必要的分析，并对工程选用要点作必要的阐述，为这一产品的工程设计选用和产品开发提供一些参考。关键词铜铝复合柱翼散热器1概述我国是一个幅员辽阔、人口众多的发展中国家，建设任务巨大.freelm/a，铜、铜合金及不锈钢管壁的年腐蚀率应小于0

2、.005mm/a",.freelm的铜管其耐腐蚀年限即相当于12.5mm壁厚的钢管，显然能满足前述的散热器使用年限的要求。不锈钢结构的散热器也能达到这样的效果（参见本文4.1节）。对于钢铝结构的散热器，其所用钢管有标准的普通焊接钢管及普通无缝钢管两种。前者最小壁厚为2.7mm，管材本身就是采暖系统所用的管材；后者在选用时可选用壁厚2.5mm以上的管材，基本等同于普通焊接钢管的壁厚，也可以保证散热器的使用年限要求。2．2．2承压能力：由于该型产品的容水部件（即承压部件）均为标准的铜管或钢管，按相应国家标准的规定，生产散热器所用的管材，其出厂试验压力增可达到2

3、.0MPa以上（详见本文第4.1节），而散热器的工作压力一般定为1.0MPa，试验压力1.5MPa。所以只要能保证焊接质量，就能保证整个散热器的承压要求，能够安全使用。2．2．3热工性能：本型散热器的散热功能基本由铝制翼型管承担，上下联箱占较少部分。可以充分发挥铝合金易挤压成形的优点，根据热工及美观造型要求，加工成各种开头及尺寸，然后通过与铜（或钢）立管的胀接，达到紧密结合，减小热阻，保证传热良好。2．2．4使用情况：该型产品的内、外表面光洁，对内不会造成热媒水的污染或含砂，有利于精密度较高的设备和仪表的正常工作；对外可提高产品的美观程度和档次。且其散热器

4、宽度可大大减小。综合说业，可以达到"安全可靠、轻薄美新"的基本要求。3铝制翼形散热管的管形分析3．1基本要求：该散热器所用铝合金翼形管的管型，与已有的铝制散热器基本相同。但由于内衬铜管（或钢管）及胀管的需要，翼型管的内孔（立柱）只能采用圆形，不宜用矩形，形成圆形管柱外设翅片的形式。圆管柱内径必须与内衬管管材有合理的配合公差，既能保证串管时没有困难，又要保证内衬管的胀管量不是太大。一般的胀管量在0.4～0.6mm的范围内，且能使铝翼管微胀，达到紧密结合。铝翼形管的断面形状及翅片设置，要符合下述基本要求。3．1．1圆形管柱内孔直径须与所用衬管（铜管或钢管）配合

5、。3．1．2断面尺寸的宽度决定了整个散热器的厚度，应与上下联箱的尺寸结合考虑，保证散热器存放、运输、使用时翼片不受操作。翼管断面的长度决定了组成散热器时的柱距（片长），应考虑到工程选用的方便及散热器选用时散热量配片级差的要求。3．1．3翼管外设翅片的高度（具体翅片外沿到中心管壁的距离）不要太大，以不超过60mm为宜，保证合理的传热温差（具有最佳数值需要深入研究）。多个翅片的设置要充分满足强化传热的要求，保证热气流畅通以及清扫的可能。翅片外端不能尖锐，最好作成"T"形，以防人体碰伤。3．1．4翅片及中心圆形管柱的壁厚应尽可能薄，以节省材料。希望翅片的厚度为0

6、.5～0.6mm，以使散热器的金属热强度达到较高水平，这对今后的发展是有利的。3．2断面形状：铝制翼管的管形，大致分开式、闭式、混合式三种。图2列出了几种管形的示意图。"a"为闭式结构，优点是以翅片形成自然对流的空气通道，利用烟囱效应增强换热效果。"b"为开式结构，优点是通过加大换热面积增加单柱散热器的散热量，同时也可取得较高的金属热强度、节省材料。"c"为混合式结构。它综合闭式与开式的某些特点，形成在造型、热工及安装使用各方面有自己特点的翼管断面形状。对于翼管断面尺寸的控制，翼形管断面尺寸中的B亦即为散热器的厚度，参照已有铝制散热器标准的要求，一般为50

7、～60mm；片长L（亦等于两片散热器的中心距）的取值要考虑两片组合间隙，并且为了选用及安装的方面，凡是取整数（cm）。如图2所示：L=L1+C，L1为铝翼管横断面的长度；C为组合间隙，一般为5～10mm。基于翼管加工、热工及已有各种散热器的尺寸情况，片长L多在60～100mm的范围。铝翼形管的设置高度，主考虑立管（3）与上、下联箱（1、2）焊接的方便及空气流通的畅顺。铝翼管上、下两端面分别与上、下联箱外沿的距离，一般为10～15mm。对于顶部设装饰罩的产品，装饰罩的设计要保证热工要求，使气流通顺、不降低散热效果。图2铝制翼形管管形示意图（a）闭式；（b）形

8、式；（c）混合式4铜铝（或钢铝）柱翼型散热器的承压能力及热工性能4