层流流动时不影响阻力大小的参数,层流时阻力损失与流速的推导公式

首页 > 机动车 > 作者:YD1662024-01-07 18:38:05

引言

液冷散热器具有结构紧凑,散热能力强,热均匀性好等特点,被广泛应用到大功率电力电子设备上。当冷却液在液冷散热器流道内流动时,因各流体微团或流层之间以及流体与管壁之间的摩擦引起的压力损失,称为流阻。流阻是液冷散热器的重要参数之一,影响到热管理系统正常工作。当液冷散热器流阻过大时,对应的泵的扬程要求高,系统的工作压力大;当流阻过小时,并联的液冷散热器容易出现流量分布不均,引起散热性能不一致。因此液冷散热器的流阻需控制在要求的范围内。

流阻主要分为沿程阻力和局部阻力。

层流流动时不影响阻力大小的参数,层流时阻力损失与流速的推导公式(1)

液冷散热器

01沿程阻力

沿程阻力主要为流体在直线流动过程中,流体层与流体层之间以及流体与流道壁面之间摩擦所引起的压力损失。沿程阻力可以由达西-魏斯巴赫公式计算。

层流流动时不影响阻力大小的参数,层流时阻力损失与流速的推导公式(2)

式中:

λ——沿程损失系数,无量纲;

l——流道长度,m;

d——管径,m;

v——平均速度,m/s;

g——重力加速度,m/s2。

由上式可以看出,沿程阻力与流道的长度和流速的平方成正比关系,与管径成反比关系。

层流流动时不影响阻力大小的参数,层流时阻力损失与流速的推导公式(3)

图1 沿程阻力引起流速分布不同

02局部阻力

冷却液在流道内流经各种局部障碍(如阀门,弯头,变截面管等)时,由于冷却液的流动变形、方向变化、速度重新分布等,在管内局部范围产生漩涡,在流体微团间发生碰撞而引起的压力变化称为局部阻力。总而言之,局部阻力就是当管道内管径,方向发生变化时所引起的压力损失。为了简化计算,近似地认为局部阻力集中在管道的某一横截面上。局部阻力可由下述公式计算

层流流动时不影响阻力大小的参数,层流时阻力损失与流速的推导公式(4)

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