实验装置示意图如图1所示,包括试验箱、散热片试验段、供电系统和数据采集系统。试验箱的尺寸为2.2 m x 1.0 m x 1.1 m,其有效体积几乎是测试截面的1700倍。因此,腔室表面对气流循环的影响可以忽略不计。测试室由亚克力板制成,将测试室与外部空调空间分开。请注意,在实验期间,空调空间保持在25°C左右的几乎恒定的温度。为了保证实验室内温度的稳定性,在远离散热器的三个点和靠近散热器的两个点测量温度。稳态的标准是在所有的实验条件下温度读数应该是相同的。在整个实验过程中,热电偶测量的温度偏差在±0.1°C以内,以确保稳态。注意气流没有从测试箱的顶部和底部被阻挡,在实验过程中,测试箱是打开的。只有外壳的四个侧面是封闭的,以防止任何从外部夹带的空气。其他研究也采用了类似的概念。
图1 试验部分详细信息。
具体几何参数如图2所示。为了尽量减少测试过程中辐射传热的影响,翅片表面进行了精细抛光,发射率为0.02。相应的发射率由发射计测量(TSS-5X型,日本传感器公司制造,精度为1%)。在这方面,辐射的影响可以忽略不计。
两个连续的翅片在散热器阵列中形成一个通道。在有和没有翅片位移的情况下,沿通道的边界层发展示意图如图3所示。在所
有情况下,附面层都在翅片壁上发育,并沿着翅片的长度生长。两个相邻的附面层最终在某一点相遇,从而形成充分发展的流动。翅片间距越大,边界层合并时间越长。对于更大的间距,两个发展的边界层在离开变化后可能不会相互合并。自然对流作用下两翅片间边界层的发展示意图。另一方面,对于窄间距翅片,边界层很早就在翅片通道的入口合并,从而产生较高的HTC之间。在完全发达的地区,温度梯度相对较小,因此提供了低得多的HTC。在这方面,强化传热的策略是延迟边界层合并。因此,利用翅片位移可以有效地延迟边界,如图3所示。