初始設計方案及仿真計算結果在初始的設計方案中,前后框開口風道的寬度設定為10mm,為便于比較,暫時只考慮風道尺寸而不考慮散熱肋片對整機換熱性能的影響。除去散熱肋片后仿真計算得出的整機溫度云圖、風機工作點及設置在大功率發(fā)熱器件上的溫度監(jiān)測點值。存在的問題與分析由以上結果可知此時的風機工作點處于不穩(wěn)定區(qū)域:因為此區(qū)域內(nèi)同樣的壓降對應的風量有兩個值,實際中工作點會來回跳躍,嚴重影響風機性能。一般來講,軸流風機工作曲線中間部分為不穩(wěn)定區(qū)域,因此在設計中應合理設置風道結構,盡量使其位于風量大、壓降小的右部分區(qū)域,如果滿足應用要求也可位于風量小、壓降大的左部分區(qū)域,具體布置形式根據(jù)實際情況確定。對比設計方案仿真計算結果不同前后框開口風道寬度時的風機工作點。不同前、后框開口風道寬度時的監(jiān)測點溫度可看出在不考慮散熱肋片時風道寬度為5mm時換熱效果最佳,2mm時最差。因此風道寬度5mm、15mm可作為兩個可行的方案設計,風道寬度2mm因阻力太大、風量太小且散熱肋片擴展空間有限而不予考慮。
帶散熱肋片時的最佳散熱結構在給定風道寬度、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,風量??;越疏換熱面積越小,但流阻小,風量大。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對一帶軸流風機機箱散熱結構進行了仿真及優(yōu)化。通過不同方案的對比,找出了一種最優(yōu)散熱結構,具體參數(shù)為:前后框風道寬度15mm,模塊散熱肋片高度15mm、寬度1.5mm、間距3mm,此時風機工作點為:風量168.40m3/h、壓降49.31Pa,處于風機曲線左部分穩(wěn)定工作區(qū)域中。如因設備空間及重量限制,也可以選擇具體參數(shù)為前后框風道寬度5mm、模塊散熱肋片高度5mm、寬度1.5mm、間距3mm的散熱結構,此時的風量為82.11m3/h,壓降為87.19Pa,處于風機曲線右部分穩(wěn)定工作區(qū)域中。