初始設(shè)計方案及仿真計算結(jié)果在初始的設(shè)計方案中,前后框開口風(fēng)道的寬度設(shè)定為10mm,為便于比較,暫時只考慮風(fēng)道尺寸而不考慮散熱肋片對整機(jī)換熱性能的影響。除去散熱肋片后仿真計算得出的整機(jī)溫度云圖、風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)及設(shè)置在大功率發(fā)熱器件上的溫度監(jiān)測點(diǎn)值。存在的問題與分析由以上結(jié)果可知此時的風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)處于不穩(wěn)定區(qū)域:因?yàn)榇藚^(qū)域內(nèi)同樣的壓降對應(yīng)的風(fēng)量有兩個值,實(shí)際中工作點(diǎn)會來回跳躍,嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)性能。一般來講,軸流風(fēng)機(jī)工作曲線中間部分為不穩(wěn)定區(qū)域,因此在設(shè)計中應(yīng)合理設(shè)置風(fēng)道結(jié)構(gòu),盡量使其位于風(fēng)量大、壓降小的右部分區(qū)域,如果滿足應(yīng)用要求也可位于風(fēng)量小、壓降大的左部分區(qū)域,具體布置形式根據(jù)實(shí)際情況確定。對比設(shè)計方案仿真計算結(jié)果不同前后框開口風(fēng)道寬度時的風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)。不同前、后框開口風(fēng)道寬度時的監(jiān)測點(diǎn)溫度可看出在不考慮散熱肋片時風(fēng)道寬度為5mm時換熱效果最佳,2mm時最差。因此風(fēng)道寬度5mm、15mm可作為兩個可行的方案設(shè)計,風(fēng)道寬度2mm因阻力太大、風(fēng)量太小且散熱肋片擴(kuò)展空間有限而不予考慮。
帶散熱肋片時的最佳散熱結(jié)構(gòu)在給定風(fēng)道寬度、散熱肋片寬度和高度時,散熱肋片的疏密程度(肋片間距)同樣存在一個最優(yōu)值使得換熱效果最好:越密換熱面積越大,但流阻大,風(fēng)量小;越疏換熱面積越小,但流阻小,風(fēng)量大。因此需要通過仿真計算對比,找到最佳肋片間距。利用流體仿真軟件Flotherm9.1對一帶軸流風(fēng)機(jī)機(jī)箱散熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真及優(yōu)化。通過不同方案的對比,找出了一種最優(yōu)散熱結(jié)構(gòu),具體參數(shù)為:前后框風(fēng)道寬度15mm,模塊散熱肋片高度15mm、寬度1.5mm、間距3mm,此時風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)為:風(fēng)量168.40m3/h、壓降49.31Pa,處于風(fēng)機(jī)曲線左部分穩(wěn)定工作區(qū)域中。如因設(shè)備空間及重量限制,也可以選擇具體參數(shù)為前后框風(fēng)道寬度5mm、模塊散熱肋片高度5mm、寬度1.5mm、間距3mm的散熱結(jié)構(gòu),此時的風(fēng)量為82.11m3/h,壓降為87.19Pa,處于風(fēng)機(jī)曲線右部分穩(wěn)定工作區(qū)域中。