显卡的散热方式

显卡的散热方式（精选6篇）

篇1：显卡的散热方式

由于显卡核心工作频率与显存工作频率的不断攀升，显卡芯片的发热量也在迅速提升，

显卡的散热方式

。显示芯片的晶体管数量已经达到甚至超过了 CPU 内的数量。如此高的集成度，必然带来了发热量的增加。为了解决这些问题，显卡都会采用必要的散热方式。尤其对于超频爱好者和需要长时间工作的用户，优秀的散热方式，是选择显卡的必选指标。

散热方式1) 被动式散热

显卡的散热方式，分为散热片和散热片配合风扇的形式，也叫作主动式散热和被动式散热方式。一些工作频率较低的显卡，一般采用的都是被动式散热。这种散热方式，就是在显示芯片上安装一个散热片即可，并不需要散热风扇。因为较低工作频率的显卡散热量并不是很大，没有必要使用散热风扇。这样，在保障显卡稳定工作的同时，不仅可以降低成本，而且还能减少使用中的噪音。

散热方式2) 主动式散热

主动式散热方式，就是除了在显示芯片上安装散热片之外，还安装了散热风扇，工作频率较高的显卡，都需要这种主动式散热。因为较高的工作频率，就会带来更高的热量，仅安装一个散热片的话，很难满足散热的需要。所以，就需要风扇的帮助。而且对于那些超频使用的用户和需要长时间使用的用户来说，就更重要了。

散热方式3) 轴流式散热

按照热功学原理，我们还可以把目前显卡的散热方式分为轴流式散热和风道导流式散热。其中，轴流式散热，是最常见的散热方式。这种散热方式类似于 CPU 散热器的散热方式，主要靠采用高导热系数的大面积金属材质散热器来实现散热。此外，厂商还会为散热器配置散热风扇，散热风扇会按电机轴向吸收空气并吹到散热片上，从而达到高效率散热的目的。不过，这种方式散发出的热量，最终还是要排放到机箱内，对机箱自身的散热系统提出了较高的要求。当机箱散热效果不佳的时候，显卡散热效率也将会大打折扣。

散热方式4) 导流式散热

导流式散热，则是一种非常好的设计。很多高档游戏显卡都采用了这种散热方式，虽然该散热系统的外形与轴流式有些相似，但其散热效果却是轴流式散热系统不可比拟的。散热片收集的热量，可以通过显卡自身的专用导流风道，直接排到机箱的外部，既保证了显卡的散热效果，又不为机箱增加额外的热负荷。

篇2：显卡的散热方式

很多电脑用户在游戏的时候出现死机、蓝屏的现象，还有很多的电脑发烧友在超频使用显卡时出现花屏，贴图错误的情况有很大一部分原因就是由于显卡散热不良造成的，而且，某些低档的显卡由于使用了劣质的电容，或者劣质的显存，不稳定的情况发生的可能性就更大了。所以，额外加装和改装一个专用的显卡散热风扇对那些工作频率极高的显卡来说还是相当有必要的。

目前市场上显卡的散热风扇可谓五花八门，不过基本也可以分为两类：普通风扇和滚珠风扇。普通风扇是利用油来起到润滑的作用，其缺点是风力小、寿命短、噪音大。由干其运转时间不长，很容易就导致显卡因过热而死机，严重时还有烧毁显卡芯片的可能，不过由于价格低廉所以劣质显卡一般都爱选用;而滚珠风扇是利用多个钢珠来作为减小磨擦的介质，所以其特点是风力大、寿命长、噪音小且不用加润滑油，名牌大厂的显示卡上一般都能见到它的踪影，不过相对于普通风扇来说，它在价格上就会贵上一些。

当然，你也可以使用显卡原装的风扇。不过一般的显卡散热风扇都采用粘贴式安装，当遇到某些劣质显卡时，用的时间一久就会出现风扇由于硅脂涂抹不匀、干涸和长期震动等诸多原因在某天突然从显卡上脱离或叶片从散热风扇基板上脱落，造成不必要的损失，

如果你发现显卡有此类现象最好是敬而远之(当然如果因此在价格上能降低一些倒也可以考虑)。所以说遇到这种情况最好的办法还是将风扇从显卡上撬下，安装一个以散热片为基座、风扇在其上的散热器，然后显卡背面对应芯片的地方再用硅胶粘贴一个风扇，相信这样动手术以后，您的显卡温度就不会那么发烧了。

虽然显卡的风扇在选购方面与CPU的散热风扇有一定的类似，但针对不同配件的情况，还是稍有区别的，因此，针对它的选购，我觉得还是有必要说说的。

风扇外形：

现在的散热风扇外形一般为正方形，当然某些显卡也会有例外，如耕异Geforce2显卡的散热风扇的外形就是一个涡轮式的外形。不过目前还没有足够的证据说明外形的差异对散热会产生影响。

风扇大小：

散热风扇的大小对于能否对显示芯片进行最佳散热起着很关键的作用。具体来讲，风扇底面积的大小比所要安装的显示芯片上的面积大是最好的，如果在选购时看到显卡上的散热风扇做得过于小巧玲拢那可未必是件好事，尤其是您发现某些风扇底面积大小与显示芯片大小丝毫不差之时我劝您还是另寻新欢吧!

叶片设计：

现在显卡散热风扇的叶片大多采用七叶或九叶涡轮式设计(形如潜水艇的螺旋桨)，在散热的时候效果不错。不过ATI最新推出的Radeon64MBDDR图形加速卡上的散热风扇叶片却为九叶直立型设计，其使用效果也不差，看来这叶片设计也只能说是各有各的道理，存在即是合理的嘛。

风扇高度：

篇3：显卡的散热方式

显卡渲染又叫gpu渲染, 它的是相对于cpu的一个概念, 使用3dsmax做景观建筑效果图表现的的人都知道, 目前3dsmax渲染的主流方式是cpu渲染, 就是用电脑的中央处理器来计算图片, 这样的计算方式要耗费大量的时间。而新型的gpu渲染, 是采用显卡渲染, 即实时渲染, 所见即所得, 不需要花费大量的时间来等待计算机处理图片 (1) 。目前市面上有的gpu渲染软件还不是很多, 使用较为广泛的有Bunkspeed Shot、OctaneRender、lightup、lumion等, 本文将以lumion为例说明显卡渲染在景观设计中的全新表现形式。

二、lumion介绍

Lumion是一个实时的3D可视化工具, 可以用于建筑、景观设计等方面, 。Lumion的能够提供优秀的图像, 并将快速和高效工作流程结合在了一起, 能节约大量的时间, 视频演示了你可以在短短几秒内就创造惊人的建筑可视化效果。Lumion是一个渲染软件, 能和各种建模软件制作出来的模型进行交流, 无论是sketchup、3dsmax或者其他的建模软件, 他们均能完美的对接 (2) 。

三、lumion景观设计表现过程

本文将用lumion表现beck park, Beck Park位于美国达拉斯城区, 是为了纪念贝克建筑工程事务所的奠基人Henry C.Beck, Jr.而建, 该设计得到了2006ASLA景观专业奖。Beck park的设计结合了贝克先生工作生涯中所使用过的材料和方法, 以表达对他的纪念之情, 同时也为城市提供一个优雅舒适的环境。

1. 导入模型

将制作好的模型导入到lumion中 (如图1) , 从图中可以看到lumion自带有全局照明, 很好的模拟了真实的世界, 为了加快显示的速度, 我们可以在设置中把显示设置参数适当降低。

2. 材质的调节

打开lumion的材质编辑器, 可以看到lumion自身的材质库已经有大量的材质 (如图2) , 只需要一些很简单的调节就可以获得很真实的效果, beck park是使用的材料并不多, 在广场中间使用了两个混泥土土墙将整个空间分割成4个矩形空间, 侧面的护壁是青石材料, 缓坡种植有草坪, 周边的人行道是普通的人行道铺砖, 总共材料不超过20种。采用lumion材质编辑器中的材质完全能够胜任, 如果需要获得更加的效果, 可以将自带材料的贴图换成和beck park一样的材质贴图。

3. 调节日照和相机

beck park的水景设计在两条混凝土墙的交叉点, 硬质景观中的而一个软化元素, 是设计中的一个焦点, 本文打算以水景为视觉焦点, 获得一个日出的效果。

直接在主界面中调节太阳高度, 获得一个清晨的效果, 调节好流水材质, 选好相机角度, 设置一个相机 (如图3) 。

4. 设置出图

设置好参数后点图片输出, 就可以获得一张高清的设计效果图, 输出的时间不超过1分钟。

目前在国内的设计界, 由于客户的的要求需要看写实的设计效果图, 大多数的设计公司使用软件做表现的时间远远大于思考设计内涵本身的时间, 这确实一种无奈, 显卡渲染时代的到来可将改变这一现状, 它以极大的提高作图的效率, 解放设计师的时间, 让设计者有更多的时间去思考设计自身, 而不是去做表面的表现。

参考文献

[1]http://www.sketchupbbs.com.

篇4：别忘了给显卡散热

这种导热硅脂可以涂抹在显卡核心上，用于加强散热片与显卡核心之间的热传导能力。如果硅脂为白色，就属于非导电型产品，涂抹时没有太多顾忌，只需要薄薄的均匀涂抹即可。如果硅脂为灰色，则属于含银产品，导热性能更强，但也具备导电性，不能涂抹于显卡核心之外。目前白色硅脂为2元一支，灰色硅脂每支3元。

这种显卡散热器在电脑城很常见，尺寸为56x56×10mm，正常转速可以达到3000rpm。散热片底部厚度可达到2mm以上，采用铝挤压和切削工艺结合。不过由于成本限制，散热风扇采用了含油轴承，但寿命可以达到3万小时。此种散热器的散热能力还算不错，可以满足GeForce5时代的显卡产品。

这款散热器的体积要大上许多，尺寸为75mm~82mmx10mm，没有安装显卡风扇的位置，属于静音型散热器。产品的底部厚度可达3mm以上，采用了先进的铝挤压和切削工艺。如不超频，可应付R9550级别的显卡产品。目前市场上也有8cm孔距的规格，价格同样是15元。购买此类散热器需要随身携带显卡，否则显卡上的电容很可能使散热器无法安装。

超频三银蝠显卡散热器采用了放射式结构，其材质为铝合金，搭配的无框8015水晶风扇，转速达到了3200rpm左右。为了进一步增大散热面积，这款散热器的鳍片被处理成波浪形。风扇提供的气流可以快速通过鳍片，增加热交换能力。除此之外，这款产品还有形状相同的纯铜版本，型号为“金蝠”，其价格为108元，并带有风扇调速器。

作为一款纯铜显卡散热器，急冻王CUCS39设计有不少独到之处。散热器表面附有一个透明挡风板，规整气流的同时，还能起到点缀产品外观的作用。散热器鳍片为纯铜材质，采用复杂的折叶工艺，有效增大鳍片散热面积。搭配的风扇转速为4200rpm，可快速将铜底座上的热量吹走。底座打磨平整，配合散热硅脂与芯片紧密贴合。

九州风神SNOWMAN V6显卡散热器采用波浪式散热铝片，并配备一个8015大风量低转速风扇，转速为2000rpm，噪音仅为24dB。这款散热器采用双热管设计，通过覆盖在显卡上方的铝制散热片将热量传输到另一端，利用鳍片背后的风扇将热量迅速排出。风扇与板卡垂直安放，正对主板北桥位置，可以对北

MP3播放器固件

Onda昂达炫音VX989 MP3播放器最新Firmware01.00.0012版

新版固件更新如下：1．增加FM收音机使用扬声器播放的功能。2．修正播放歌曲时浏览电子书死机的问题。3．改善主界面选项切换速度。注意：1．该版本固件必须使用v2.8.1版本工具刷新。2．升级固件将导致MP3格式化，升级前请做好MP3文件备份。

点评：VX989系列是昂达今年推出的一款最新产品，作为VX979的升级版本，VX989采用更大的2.8英寸屏幕，并配备RK2608A主控芯片，外加Wolfson WM875暗频解码芯片的双芯片构造，给用户带来更纯净的音质享受(固件已收入本期光盘)。

iAUD10爱欧迪iAUDIO D2 MP4播放器最新Firmware 2.46正式版

新版固件更新如下：1．修正了某些歌词文件会导致播放器不能正常启动的问题。2．支持同时使用记事本和收音机模式。3．支持在图像浏览器中放大BMP文件。4．改善了其它功能的稳定性。5．修正了清空内存功能存在的问题。

http://drivers.mvdrivers.com/drivers/174-69869

Gemei歌美X-750 MP3播放器最新Firmware 8.3.60版

新版固件更新如下：1．修正了RM/RMVB影片最后半分钟左右无法播放的问题。2．改进了快进速度控制算法，使快进速度更合理。3．加入了视频进程保存及读取等菜单操作。4．修正了没有保存进度就读取进度时的黑屏问题。

http://drivers.mydrivers.com/drivers/75-70010

光存储产品固件

Pioneer先锋DVR－212系列DVO刻录机最新Firmware 1.21版For Win2000／XPNista新版固件更新如下：1．改善了对DVD盘片的读取性能。2．增加对一些新型号8xDVD-R、16xDVD-R、8xDVD-RDL、8x+R、16x+R、8x+R DL盘片的支持。此款固件具体支持硬件型号为：DVR-212(CHG／CHE／sWBK)。点评：先锋之前的DVR-112系列，在记录性能上已经达到了18×DVD±R、10 xDVD±R DL，12X VD-RAM的高规格，不过技术创新的步伐是一刻也不会停息，在DVR-112之后，先锋又迅速推出了支持新型SAT接口、热插拔和数据自动校验功能的DVR-212系列，这是先锋为DVR-212系列发布的最新版固件，推荐用户更新(固件已收入本期光盘)。

Pioneer先锋DVR-112系列DVD刻录机量新Firmware 1.21版For Win2000／XPNista

新版固件更新如下：1．改善了对DVD盘片的读取性能。2．增加对一些新型号8x DVD-R、16x DVD-R、8xDVD-R DL、8x+R、16X+R、8x+R DL盘片的支持。此款固件具体支持硬件型号为：DVR-112(BK/SV/CH/CHE/CHG)。

http://ddvers.mvddvers.com/ddvers/174-69950

BenQ明基DWt800 DVD刻录机最新Firmware ZB37版For Win2000/XP

新版固件改善对部分D9盘片的兼容性问题(固件已收入本期光盘)。

LG GSA-H50N DVD刻录机最新Firmware 1.01版For Win98SE/ME／2000／XPNista

新版固件主要改善了对DVDCER盘片的刻录品质。

http://ddvers.mvddvers.com/dnvers/175-70265

数码相机固件

Ricoh理光Caplio GX100数码相机最新Firmware1.14版

新版固件更新如下：1．提升了自动对焦精度。2．提升了斜向防抖效果。3．提升了长时间曝光情况下的防抖效果。4．修正了进行AF／MF切换时，取景标尺可能消失的问题。5．修正了在特定场景模式下开关机，可能丢失配置参数的问题。6．修正了使用AAA型电池供电时，AF对焦框的大小不变化的问题。

http://ddvers.myddvers.com/drivers/175-70218

CPU质保标签引起的故障

武鹏

朋友的电脑最近经常重启，有时就黑屏无法启动。刚开机后一切正常，但玩一会儿游戏或运行一些程序后，电脑就重启了，笔者分析可能是电源有问题或者是散热系统出现损坏。

打开机箱，摸了一下CPU散热器，特别烫手。是不是风扇散热不正常呢?，当笔者把风扇取下后，发现CPU上面贴着一个商家质保的标签，已经烧黄，用手一摸很明显能感觉出凸出一块，原因找到了，这肯定是一个很不细心的商家，把标签贴到CPU与散热片的接触面上，导致散热片与CPU无法完全紧密接触，影响散热，还好没有酿成大祸。等笔者把标签弄掉，重新涂抹上硅脂装好风扇后，开机玩游戏不再重启，故障解决。

篇5：显卡夏季散热降温解决方案

目前主流显卡基本都支持节能技术，在日常应用或待机时实现自动降频，将显卡功耗降低的同时也有效减小显卡发热，为了满足超频玩家的需求，显卡驱动以及诸多第三方软件通常可以用来超频设置，这也给玩家降频提供了机会。及风扇转速调节。

AMD显卡驱动的超频选项十分简洁，安装催化剂驱动后进入控制中心设置面板，找到“ATI Overdrive”选项，点击界面中的锁装图标就能够开启 Overdrive功能，然后可以直接降低GPU时钟频率和显存始终频率，降低显卡频率后，其功耗与发热会有很明显降低。显卡风扇的转速控制选项也附带在驱动面板中，玩家可以根据需要在20%-100%之间手动调整。

使用NVIDIA显卡则相对麻烦一些，早期的Forceware驱动附带了超频及风扇转速调整功能，不过必须通过修改注册表的方式开启，并不适合新手玩家使用。

所以这里也推荐大家使用第三方专业工具对显卡频率进行调节，常见的软件有：Riva Tuner，PowerStrip等，此类工具能够对显卡进行调节，兼容NVIDIA显卡和ATI显卡，功能更加强大，适用性也更强。

点击“System setting”图标进入显卡超频选项，此次小编使用NVIDIA 显卡，Overclocking选项中可以看到其频率细分为Standard 2D(标准2D)、Low power 3D(轻负载3D)、Performance 3D(满负载3D)三种状态，根据显卡的使用状态预设了不同的工作频率。而我们也需要依照自己的使用习惯进行频率调整，尽量做到不过多影响显卡性能。

Fan选项中提供了风扇转速调整功能，同样根据三种工作状态细分，玩家可以根据实际使用情况进行调整。

某些显卡厂商推出的第三方工具也值得推荐，诸如影驰的魔盘4，耕升的EXPERTOOL都是不错的选择，其强大的频率调整功能堪比RivaTuner，甚至支持显卡核心电压调节，其缺点也相当明显，只适用于自家显卡产品。

软件降频及风扇转速调整最大的亮点就是免费，玩家不需花费一分钱就可以对显卡散热进行改善，缺点是会影响到显卡性能以及随之而来噪音控制问题。

方案二：核心重新涂抹硅脂，显存加装散热片

在机箱内部恶劣的使用环境下，显卡很容易积累灰尘而导致散热不良，灰尘虽然看起来都不起眼，但当它们日积月累，就会逐渐堵塞散热器的鳍片和风扇转轴，从而降低散热效率。尤其是在北方经常出现扬尘天气的城市，这种情况就愈发明显。

影响散热效率还有另一个因素：导热硅脂。GPU核心和显卡散热器之间涂一层导热硅脂，它既有很好的导热能力，又能让双方接触的更为紧密，因此能够提高散热效率。不过长期工作在高温环境下，硅脂会逐渐“干化”或“硬化”导致其导热能力骤降，此时就需要我们重新为其涂抹，

小心拆除螺丝 避免划伤PCB

下面就进行我们的拆解清理过程，小编手头暂时没有“饱经风霜”的旧显卡，只能使用一块崭新的蓝宝石HD4830海外版进行演示。

清理散热器、PCB表面的灰尘

使用软刷或者毛笔清理散热器、PCB表面的灰尘，搭配吹气球清理效果会更加理想，最好将散热片和风扇拆开清理，散热片可以直接用水冲洗。如果散热风扇噪音较大，可能是风扇轴承润滑油消耗殆尽所致，加注润滑油可以解决这个问题。

显存加装散热片

显存加装散热片，可以进一步提升散热性能，借助显卡散热器产生的气流快速排除热量，其价格也是相当便宜，零售价格约为：1-2元/粒。

在GPU核心表面中心挤上一点硅脂，然后轻轻压上散热器，以确保硅脂均匀扩展和无气泡。

安装显卡散热器固定螺丝

安装显卡散热器固定螺丝，我们的清理工作大功告成。

方案三：机箱风道改造 加装机箱风扇

机箱可能是我们攒机时最不容易注意到的环节，更多人只是将它看做是装载电脑配件的容器，并没有将其辅助散热的能力发挥出来，在加装散热风扇、对风道进行优化改造之后，对降低CPU及GPU温度能够起到事半功倍的作用。

理想的散热风道构造图

电脑机箱的理想风道走势都是冷空气从前面板的风扇抽入，热空气从机箱后面板抽出，不过市场上主流机箱产品基本没有做到这点，预置两个机箱风扇的产品屈指可数，用户购买这些机箱之后也没有加装风扇。所以我们注意机箱的选购以及机箱风道的合理性，选配大容量机箱并在背部安装大口径静音风扇才能有效改善机箱内部的散热环境，也有利于显卡的稳定运行。

机箱风道可以分为正压与负压两种，负压时机箱内部风扇出风量大于进风量，正压时机箱内部出风量小于进风量，这两种情况是由两个机箱风扇转速来决定的。

在封闭的机箱环境内，在前后风扇位安装12寸散热风扇，前置风扇吹风，后置风扇抽风，在机箱内部形成负压，配合显卡及电源风扇带来的风量，从而构成稳定、高效的散热风道。

品牌12寸机箱风扇的市场售价约为30-40元，也就是说此项改造我们需要投入的的资金不到百元，从实际改造效果来看还是相当超值的。

光有好的风道是不行的，如果机箱内部布局混乱，势必严重影响空气的流动能力，那么散热效果自然会大打折扣，传统的正面布线，如果安装的设备较多，线缆的整理必须花一番心思。

机箱布线也有很大的学问，很多机箱开始采用更为先进的背板走线设计，很多连接线都可以通过预设的出口布置在背板后，这样机箱内部空间会更为整洁美观，风道也不会受到过多线缆的干扰而更为顺畅。

篇6：显卡的散热方式

散热器作为一种热交换设备已在民用、商业领域中有相当广泛的应用。随着科学技术的发展,散热器正朝着换热高效、结构紧凑、小型化的方向发展,而管翅式散热器具有结构紧凑、换热高效等优点。目前,管翅式散热器广泛应用于采暖行业中,其散热性能的好坏直接影响到散热器的供暖能力以及生产加工成本,而市场上很多流行的散热器,由于缺乏理论的指导,设计生产的散热器散热性能较差,这样间接地增加了散热器的安装尺寸及生产成本,因而有必要通过一些理论的研究,分析影响其散热性能的主要因素。

为提高散热器换热性能,可以通过增加换热面积、提高换热系数和增加平均传热温差等方法,管翅式散热器正是通过增加换热面积,来达到强化空气侧传热能力的目的。另外,翅片管的布置方式对散热器散热性能的影响也很大,这也是最容易被忽略的,而本文正是考虑通过改变翅片管的不同布置方式来提高其散热能力。

1 模型的建立

1.1 物理模型

本文以4 根翅片管排布结构的管翅式散热器为研究对象,针对市场上翅片管呈L型布置方式的散热器建立物理模型,模型参数(mm)为:总长1200,总高600,翅片厚度0.3,翅片间距5,翅片长度50,翅片宽度60,铜管外径19。

为了数值模拟的方便,将物理模型进行了以下的假设和简化:

(1)本文所分析的管翅式散热器属于对流散热器,辐射传热所占的影响较小,而且其对散热器整体散热能力的影响幅度相差很小,因此在该模型计算中,忽略辐射散热的影响;

(2)考虑到气流均匀性的问题,在模型的下端增加了100mm的长度,对计算结果没有影响;

(3)忽略翅片与管外壁面的接触热阻,即认为翅片根部与管外壁面的温度相同。

1.2 数学模型

在任何条件下,流体的流动和传热问题,都应该要遵循三大基本定律,即:质量守恒、动量守恒和能量守恒。根据以上的条件,我们可以分别写出其控制方程。

质量守恒方程:

其中u、v、w分别为x、y、z方向上的速度,ρ 为流体的密度。

动量守恒方程:u—动量方程:

v—动量方程:

w—动量方程:

其中,p是流体微元上的压力;μ 为流体的动力黏度;Su、Sv、Sw为3 个动量方程的广义源项。

能量守恒方程:

其中,λ 是流体的导热系数;Sh为流体的内热源,Φ 为由于黏性作用机械能转换为热能的部分,也称为耗散函数。

2 数值模拟结果及实验数据的比较

2.1 网格的划分

针对目前市场上采暖散热器所建立的物理模型,通过软件GAMBIT来生成网格。该模型属于三维流动的问题,因而必须要生成三维实体网格。为了准确地模拟出翅片管在不同布置方式下的传热过程,同时又要控制网格的数目,本文将其物理模型分成了多个区域,并采用六面体网格进行划分,形成非均匀网格,在温度和速度的梯度比较大的区域,网格稍密。通过网格的划分,网格总数达到250 万个,并对其进行了网格无关性检测,网格划分如图1 所示。

2.2 边界条件的设置

对于目前市场上采暖散热器模型的边界条件的设定如图2 所示,结合实验条件,铜管为单管四程,上进下出的方式,因此,铜管内表面,采用第一类边界条件,且假定壁面温度从下到上依次为340K、342K、344K、346K;翅片管的两侧为对称边界条件;在进口取压力进口边界条件,出口取压力出口边界条件且其他面为绝热边界条件。

求解模型的控制参数:采取有限体积法对计算区域做离散化处理、双方程模型考虑湍流对流动和传热的影响;用Simple算法处理压力和速度的耦合问题,当质量和能量计算残差都不随着计算法生改变时,认为计算收敛,模型中的流体介质为稳态不可压缩空气。

2.3 数值模拟结果及分析

2.3.1 仿真结果

针对市场上采暖散热器进行Fluent仿真计算,得出了当管翅式散热器四根翅片管成“L”型布置时的换热量和目前市场采暖散热器的温度场分布图和速度场分布图。

2.3.2 模拟结果与实验数据的比较分析

目前市场采暖散热器进行了实验测试,环境温度为18℃,进水温度为75℃,测得散热器的总换热量为1081W。比较仿真计算和实验测试的数据结果,可以发现仿真计算结果的误差为13.5%,而工程允许误差为20%,所以仿真计算结果误差在工程允许范围内。由此,可说明实验数据结果与模拟仿真计算数据基本吻合。

通过分析可以知道,仿真计算产生误差的原因主要有以下2 个方面:一个原因是在进行建模计算时,假设翅片根部与管外壁面的温度相同,忽略了翅片与管之间的接触热阻;另一个原因是,管翅式散热器不是一个简单的零件,而是由众多零部件所构成的机械结构,因而散热器本身的结构也会对换热性能产生一定的影响。

3 翅片管不同布置方式下的换热性能分析

前面对市场上比较流行的一款翅片管呈“L”型布置的散热器的换热性能进行了分析,从其温度场分布图和速度场分布图,可以发现该种方式下气流在流过管道时候的布置并不合理,存在着流场中有漩涡、在出口存在着回流及流速分布不清等问题,这些因素都极大地影响了散热器的散热效果,因此,本文考虑从最经济的角度来解决这些问题,即考虑通过散热器中不同的翅片管布置方式对其散热能力进行优化比较,“竖直”布置及“交叉型”布置方式,其结构参数都与目前市场散热器的完全一样。

3.1 竖直型布置

翅片管竖直型布置的方式有利于减少散热器的厚度,对于有特殊要求的场合可以减小安装尺寸,但同时有可能会增大流动的阻力。

图3 和图4 分别为4 根翅片管竖排的散热器的温度场分布图及速度场分布图。从图中可以看出,该种布置方式减小了回流的发生,有利于换热,但是空气流动阻力增大,排布在上面的2 根翅片管的换热性能较差。

3.2 交叉型布置

该种布置方式是在竖直布置方式上的改进,结果证明交叉型布置方式能对流场进行扰动,有利于强化传热。

图5、图6 为4 根翅片管叉排的温度场分布和速度场分布。由图分析,可以得到结论:该种布置方式下,在出口测依然有回流发生,但是相对于倒T型布置方式和目前市场上的散热器,回流现象较轻,同时,由于翅片管交叉错开,位于散热器上面的2 根翅片管的散热能力得到了提高。

3.3 不同布置方式的比较分析

针对管翅式散热器所建立的5 种不同的物理模型,通过数值仿真的方法对其进行计算,得出了管翅式散热器在不同布置方式下换热量。通过相关数据的对比可以看出,每种布置方式下的散热器,其每根翅片管的散热功率是不同的,而且差距较大,例如目前市场上应用较广的散热器,其中第三、四根翅片管的散热能力只有第一、二根的1/3 左右;这在竖直型散热器中,尤为明显,第三、四根翅片管的散热功率只有一、二根的1/5 左右。因此该种布置方式下的散热器性能较差,采用3 根翅片管和4 根翅片管在换热能力上差别很小。相比较,叉排型散热器的散热能力都得到了一定程度的提高,有利于降低相同散热量下的生产成本。

4 结语

(1)采用CFD对目前市场上主流的采暖散热器进行了数值分析,并将结果与实验结果进行了比较,误差为13.5%,证明模型是可行的。

(2)对于目前市场上的四管散热器,计算结果表明散热器布置在最上面的翅片管的散热能力较差,散热能力最好的是布置在靠下的第一、二跟根翅片管,这是因为在出口断面存在较大的回流,气流分布不均所引起的。

(3)采用竖排布置方式的散热器,虽然从结构上减小了散热器的宽度,但同时散热能力减小的幅度也比较大,因此不建议采用此布置方式。

(4)采用叉排布置方式的散热器,相比目前散热器,散热器的散热能力有所提高,另外其宽度较目前散热器减小了约1/4,因此该布置方式可以考虑采用。

参考文献

[1]蒋翔,李晓欣,朱冬生.几种翅片管换热器的应用研究[J].化工进展,2003(2):183.

[2]肖曰嵘.铜管对流散热器的分析[J].暖通空调,2007(1):60-62.