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坏传热边界层，减小附面层的厚度，能大幅度的提高气侧散热能力，从而强化传热过程。翅片除承担主要的传热任务外，还起着两扁管之间的加强作用。
实践证明，在翅片尺寸相同条件下，栅格愈多传热效果愈好，但阻力越大。如果散热器在其它条件不变的情况下，采取在翅片上冲出一系列百叶窗孔的方法，其散热能力可以提高15%一20%。 二、减少散热器的污垢热阻
散热器运行一段时间后，散热面上常会积起水垢、污泥、油污、烟灰之类的覆盖物垢层，有时还由于散热面与流体的相互作用发生腐蚀而引起筱盖物垢层。所有这些覆盖物层都表现为附加的热阻，使传热系数K减小，散热器性能下降。据报导，一台结垢的散热器，其有效的传热面积仅为清洁状态的，因此当传热面上出现污垢时，它往往使散热器的散热能力降低，必须在散热器的设计中考虑由于积垢热阻使传热削弱的补偿措施。
防止散热器积垢首要一点是对传热介质进行预处理，尽量减少介质中的污垢粒子，可以有效地防止沉淀积垢和金属结晶积垢。其次，要对散热器进行定期清洗。
4.2 增加对数平均温差
当冷热流体进出口温度一定时，可以通过流型的布置来改善对数平均温差，一般应尽可能采用逆流或接近逆流的流型布置。另一种方法是提高热流体温度或降低冷流体温度，增大热、冷流体间的温差从而使对数平均温差增大。
目前，趋向于采用提高发动机冷却系统压力的办法来提高冷却液沸点，从而增大△tm，系统压力变化对冷却液沸点及散热能力的影响如下表4.1。总之，流体温度不是变化幅度极为有限，就是不可轻易变动，必须根据具体情况慎重行事。
表4.1 系统压力变化对冷却液沸点及散热能力的影响
系统压力[kPa] 29.40 49.0 68.60 98.07 冷却液沸点[°C] 107 111 115 120 散热器增加量[%] 12 18 25 32 第16页 共34页
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4.3 扩大传热面积F
增大传热面积F是工业上最有实效的强化传热途径之一，它往往通过改进传热面的结构来实现。 一、增加散热器的散热面积 1、异形表面
用轧制、冲压、打扁或爆炸成型等方法把传热表面制造成各种凹凸形、波纹形、扁平形状等，使流道截面形状和大小均发生变化。这不但使传热表面有所增大，还使流体在这种流道中不断改变流动状态，减小边界层厚度，增大扰动度，从而促使传热强化。 2、采用细小金属颗粒
利用细小的金属颗粒贴附或涂敷于传热表面或充填于传热面间，借以扩大传热面积，提高设备紧凑性，增大传热系数。 3、采用小当量直径的流道
流道当量直径减小则可以在相同体积内布置更多的传热面，使散热器结构更为紧凑;且当管径减小后，对于管内紊流传热可使其层流底层减薄，传热系数增大，但压降也同时增大，而且管径小容易堵塞，使用时需综合比较，全面考虑。 二、增大散热器的正面面积
在总布置允许的前提下，在不减少总的散热面积时力求增大散热器的迎风面积，同时减薄芯厚，这也是散热器结构发展的趋势。大量试验结果表明，这一措施能有效地提高散热能力。在其它条件不变的情况下，正面面积增加17%，散热能力提高11%;而芯厚增加50%，散热能力仅增加15%，说明采取增加芯子厚度的措施来提高散热能力是不经济的。
4.4 减少散热器重量
随着汽车工业的飞跃发展，对汽车散热器的要求也越来越高。在保证散热器具有足够散热能力和强度的前提下，体积更小、重量更轻、管壁及带材更薄、散热效率更高成了散热器发展的必然趋势。总的来说，散热器应朝着这样的方向发展:①减小材料费用和散热器重量;②减少焊接/安装费用:③提高可靠性。 一、使用更薄的带材
散热器的重量可以通过使用更薄的带材来降低。然而，制造厚度只有几十微
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米的带材，滚压技术是个难题。材料越薄，其厚度的均匀性就越难保证。1985年日本制造商就可以生产32pm的带材。目前，国外带材厚度一般低于45pm。瑞典GrangesMetallVerken公司是第一家生产厚度仅有25pm的铜带材，它在欧洲和美国己控制了铜热交换器市场的60%。
使用更薄的带材必须考虑其防腐蚀性能，Hitachi海缆公司发明了一种抗蚀焊接材料，其成份包括0.0003%Pb和0.03%sn，与原焊料相比，其腐蚀率下降了50%。
二、改进焊接工艺，减少焊料重量。
在焊接工艺方面，通过改进其焊接技术和焊接材料，能有效地减轻散热器重量。传统的钎焊工艺，焊料的重量占芯体重量的10%左右。改进焊接工艺，还能提高焊接强度和壁面的导热性能。目前正广泛地使用对口平焊技术，它可以使传统方法生产的卷边重叠接缝水管的强度增大2.5倍，而且平行对接焊接的散热器管外均匀光滑，能紧密地安装在水室底板上，使水管和水室的软钎焊接头强度增加，同时焊料用量减少了20%。另外，焊接剂在接口处的消失避免了铅对水管接口处的腐蚀。国外己有高速缝焊设备。这种设备能以120一180n公min的速度成形，焊接和切割水管。
采用无腐蚀或低腐蚀的有机焊代替无机焊剂，以及使用低锡高强度焊料，也是散热器生产的发展趋势。当前，国内使用的焊料含锡偏高，而国外使用的焊料含锡量通常低于20%。如日本通常使用含锡巧%的焊料，而美国则采用含锡5%的焊料。另外第一代锌焊接的铜散热器己在80年代后期问世。在铜带材中，通常用的是50pm的Cu-Sn合金，为了提高防腐蚀能力，日本制造商开始用一种Cu-Mg合金，并在其表面渗透一层C-Zn保护层，其总厚度只有38mm。铜散热器的焊接材料一般为P-Sn焊料。
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第五章 管带式散热器的校核和设计方案
根据管带式散热器校核、设计计算的思路，本文结合工厂实际生产情况拟定二个校核、设计方案。
方案一：芯子的正面尺寸不变，通过改变芯子厚度来达到不同的散热要求。
此方案指百叶窗角度?，百叶窗间距Lp，百叶窗缝长L1，翅片的波高H，翅片的波距?等都不变的情况下，通过改变管带数N1来改变翅片厚度来达到散热要求。
步骤1：校核计算出传热因子j的表达式 芯体的其他尺寸不变，改变百叶窗的管代数N进行散热器的性能实验 步骤2：设计芯子厚度 在正面面积的取值范由校核计算所得的校核计算出气侧表面传热因子
j?F(Re,N1) j及根据 围内（M1FlM2)， 先假设最小值Ml为所 需的正面面积F。 根据F=Q/(K?tm）求出F 由己知条件，空气侧表面传热系数 hi及水侧的表面传热系数h0，求 出,K。 ??已知条件计算出的物性参数，如入(导热系数)、u(动力粘度)、?(运动粘度)、Pr(普朗特数)、Re(雷诺数)等计算空气侧表面传热系数h0。 ?水管的通流截面积不变根据水管通流截面长a与宽b所给的取值范围，由水侧物性参数力粘度)、?(导热系数)、u(动?(运动粘度)、Pr(普朗特数)、Re(雷诺数)等算出水侧的表面传热系数hi。 第19页 共34页
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方案二：芯子的外观尺寸不变，通过改变芯子中水管通流截面的结构尺寸，改变管带结构尺寸达到不同的散热要求。
步骤1：校核计算出传热因子j的表达式
芯子其它结构尺寸不变，通过改变百叶窗的角度 ?做散热器的性能实验。 芯子其它结构尺寸不变，通过改变百叶窗的间距Lp做散热器的性能实验。 分别校核计算出气侧的表面传热因子芯子其它结构尺寸不变，通过改变百叶窗的缝长L1做散热器的性能实验。 j1j2j3j4j5的表达芯子其它结构尺寸不变，通过改变管子的间距H做散热器的性能实验。 校核计算出气侧的传热因子j(?,Lp,L1,H,?)的表达式。 芯子其它结构尺寸不变，通过改变散热带的波距?做散热器的性能实验。 步骤2：设计散热器
己知芯体宽?高?厚，散热面积，正面面积，通水断面积，水容量。 最大散热量Q值所对应 ?,Lp,L1,H,?为的
据生产实际情况，芯子材料不变，给出芯体结构尺寸选范围。如 ?,Lp,L1,H,?等的取值范围。采用坐标轮换法，各步长分别为采用坐标轮换法，各步长分别为??,?Lp,?L1,?H,??，根据校核所需求解的值。 计算所得关系式j(?,Lp,L1,H,?)及己知条件计算出最大散热量Q。 第20页 共34页