CFD–МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА РАДИАТОРА С ПЛАСТИНЧАТО-РАЗРЕЗНЫМ ОРЕБРЕНИЕМ В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ

Аннотация

Авторами проведен анализ возможности использования радиатора с пластинчато-разрезным оребрением в условиях свободной конвекции. Использование естественной конвекции не требует установки нагнетателей для организации принудительного движения потока, обеспечивает высокую надежность, экономичность и удобство в эксплуатации охлаждаемых систем электронных приборов. Это особенно актуально для обеспечения надежного функционирования радиоэлектронной аппаратуры подвижных аппаратов. В статье приведены результаты CFD моделирования теплообмена и аэродинамического сопротивления радиаторов с пластинчато-разрезным оребрением. Выполненный сравнительный анализ теплообмена и аэродинамики для четырех вариантов радиаторов с пластинчатым гладким и разрезным оребрением и оребрением с обращенными разрезными частями на углы 30 и 45° вдоль ребра радиатора. Вычисления проводились с помощью академической лицензии программного комплекса ANSYS Student. Данная лицензия является абсолютно бесплатной (с 2015 года) и предназначена для решения ознакомительных и образовательных задач в академической среде. Проведена верификация полученных данных и известных экспериментальных данных, ее расхождение не превышает 7%. Показано, что разрезания ребра и поворот их частей приводит к повышению интенсификации теплообмена на 30% и рост аэродинамического сопротивления на 40%. Полученные результаты могут быть полезными при проектировании систем охлаждения процессоров персональных компьютеров, усилителей мощности передающих модулей, перспективных энергосберегающих твердотельных источников света, в аппаратуре ракетно-космической техники и др.

Предложенная многочисленная методика направлена на совершенствование систем воздушного охлаждения при теплофизических проектировании электронных устройств с использованием высокоэффективных оребренных поверхностей.

Ключевые слова: электронный элемент, система охлаждения, численное моделирование, радиатор, пластинчато-разрезное оребрения, теплообмен, свободная конвекция.