CFD–МОДЕЛЮВАННЯ ТЕЧІЇ І ТЕПЛООБМІНУ РАДІАТОРА З ПЛАСТИНЧАСТО–РОЗРІЗНИМ ОРЕБРЕННЯМ В УМОВАХ ВІЛЬНОЇ КОНВЕКЦІЇ

Анотація

Авторами проведено аналіз можливості використання радіатора з пластинчасто-розрізним оребренням в умовах вільної конвекції. Використання природної конвекції не вимагає встановлення нагнітачів для організації примусового руху потоку, що забезпечує високу надійність, економічність та зручність в експлуатації охолоджуваних систем електронних приладів. Це особливо актуально для забезпечення надійного функціонування радіоелектронної апаратури рухомих апаратів. В статті наведені результати CFD–моделювання теплообміну та аеродинамічного опору радіаторів з пластинчасто-розрізним оребренням. Виконаний порівняльний аналіз теплообміну і аеродинаміки для чотирьох варіантів радіаторів з пластинчастим гладким та розрізним оребреннями і оребренням з повернутими розрізними частинами на кути 30 і 45° вздовж ребра радіатора. Обчислення проводились за допомогою академічної ліцензії програмного комплексу ANSYS Student. Дана ліцензія є абсолютно безкоштовною (з 2015 року) і призначена для вирішення ознайомлювальних і освітніх задач в академічному середовищі. Проведена верифікація отриманих даних і відомих експериментальних даних, її розбіжність не перевищує 7%. Показано, що розрізання ребра та поворот їх частин призводить до підвищення інтенсифікації теплообміну на 30% і зростання аеродинамічного опору на 40%. Отримані результати можуть бути корисними при проектуванні систем охолодження процесорів персональних комп’ютерів, підсилювачів потужності передавальних модулів, перспективних енергозберігаючих твердотільних джерел світла, в апаратурі ракетно-космічної техніки та інших.

Запропонована численна методика спрямована на удосконалення систем повітряного охолодження при теплофізичному проектуванні електронних приладів з використанням високоефективних оребрених поверхонь.

Ключові слова: електронний елемент, система охолодження, числове моделювання, радіатор, пластинчасто-розрізне оребрення, теплообмін, вільна конвекція.