
【化】 fin height
【化】 fin
altitude; height; high; highly; highness; stature; tallness
【计】 H
【化】 height
【医】 height; super-
在工程热力学与传热学领域,"翅片高度"(英文:Fin Height)指从翅片基部(与基体表面接触处)到翅片顶端的垂直距离。该参数直接影响散热器的热交换效率,是翅片式换热器设计中的核心几何尺寸之一。
基础定义
翅片高度(Fin Height)表征热量沿翅片纵向传递的路径长度。根据传热学原理,翅片高度增加可扩大散热表面积,但过高的翅片会导致温度梯度衰减,降低末端传热效率。
设计权衡
最优高度需平衡热阻与材料成本:
经验公式表明,翅片效率 $eta_f$ 与高度 $h$ 的关系为:
$$ eta_f = frac{tanh(mh)}{mh} $$
其中 $m=sqrt{frac{2h_c}{k_f t}}$($h_c$为对流系数,$k_f$为翅片导热系数,$t$为翅片厚度)。
《传热学》(弗兰克·P·英克罗佩拉著)
定义翅片高度为"从附着面到自由端的延伸距离",并强调其对"肋效率(fin efficiency)"的核心影响(第10章)参考链接:经典教材标准定义
注:此为教材官方链接,内容需结合具体章节查阅
ASME标准术语库
美国机械工程师协会将翅片高度纳入"Extended Surface Terminology"(扩展表面术语),编码PTC 19.5-2004[参考来源:ASME Glossary]
在航空发动机散热系统中,钛合金翅片高度通常控制在8-15mm范围。实验数据表明:当高度从10mm增至15mm时,散热能力提升约23%,但压降损失增加40%,验证了高度设计的非线性效应。
关键提示:实际设计中需通过CFD仿真优化具体高度值,相关案例可参见《International Journal of Heat and Mass Transfer》vol.178(2021)中的参数化研究。
翅片高度是翅片管散热器设计中的关键参数,指翅片从基管表面垂直延伸的长度(通常以毫米/mm为单位)。其选择需综合以下因素:
1. 散热性能与面积的关联 翅片高度增加会直接扩大散热面积,提升散热效率。但指出,随着高度增加,翅片效率反而会降低,因为热量传递到翅片末端的难度增大。
2. 流动阻力的平衡 较高的翅片会导致流体(如空气或蒸汽)流动阻力显著增加,可能影响系统整体性能。设计时需在散热需求和阻力控制之间权衡。
3. 材质的影响 铝材因导热系数高于碳钢,在相同高度下铝翅片散热效率更优。材质选择需结合耐腐蚀性、成本等综合考量。
4. 空间限制 安装空间狭小时需控制翅片高度,避免体积过大。工业应用中常通过多排布置低高度翅片来平衡空间与散热需求。
典型设计范围
常见翅片高度为8-25mm,具体数值需根据介质类型(如蒸汽/空气)、工作压力和换热系数等参数计算确定。
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