[发明专利]一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法

权利要求书

1.一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：基于换热系数逻辑运算，确定自然对流换热系数；

步骤2：根据得到的自然对流换热系数，确定肋效率和换热面积；

步骤3：根据肋效率和换热面积，确定自然对流换热量；

步骤4：根据自然对流换热量，进行辐射换热，确定辐射换热量；

步骤5：根据自然对流换热量和辐射热量，确定总换热量。

2.根据权利要求1所述的一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法，其特征是：所述步骤1具体为：

步骤1.1：根据输入系统的高允许温度t1与环境温度t2求散热区空气定性温度；由定性温度物性模块给出空气物性，其中包括：热系数、粘度和体胀系数等；根据温度、空气物性及肋片结构参数求解格拉晓夫数；

步骤1.2：根据格拉晓夫数判定肋片区气流流动情况并选择相应层流或紊流经验公式推导自然对流换热系数h；

步骤1.3：根据输入的系统最高允许温度、外界环境温度与肋片长度参数，直接给出自然对流换热系数h。

3.根据权利要求1所述的一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法，其特征是：所述步骤2具体为：

考虑肋片末梢散热，选取修正肋高参数Hx，根据输入肋片导热率λ与修正肋高参数Hx等参数得出肋片效率为ηf；

基于肋片结构参数求解肋面总面积Af、肋根部总面积Ar、肋片效率ηf等参数求解肋面总效率，通过下式表示总效率：

η＝(Ar+ηf·Af)/(Af+Ar)。

4.根据权利要求1所述的一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法，其特征是：所述步骤3具体为：根据自然对流换热系数h、总效率η、温差△t及根据肋片结构参数计算的总换热面积A参数，确定自然对流换热量，通过下式表示自然对流换热量：

Φh＝A·h·η·△t。

5.根据权利要求1所述的一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法，其特征是：所述步骤4具体为：

步骤4.1：确定辐射力，根据输入材质定向发射率ε和温差数据σ，则有肋面单位面积辐射力，通过下式表示有肋面单位面积辐射力：

E＝εσ△T⁴

步骤4.2：确定辐射角系数，将根据肋间距w及肋高H数据给出肋壁对散热空间角系数Xf

步骤4.3：确定辐射对流换热量，根据肋面单位面积辐射力E、肋壁对散热空间角系数Xf及根据肋片结构参数计算的总换热面积A参数，确定辐射换热量，通过下式表示辅热换热量：

ΦE＝Xf·E·A。

6.根据权利要求1所述的一种基于均温开缝肋片的自热对流散热系统的设计方法，其特征是：所述步骤5总换热量具体为：散热系统总换热量为自然对流换热及辐射换热量的总和,即：Φ＝Φh+ΦE。