工业设备中各种肋片温度场的分析与模拟文献综述
（一）研究背景与意义
随着生产制造技术的发展，各类机械、电子器件的集成化和微型化已经成为趋势，但是制约其发展的首要问题是散热问题，因此，热工设备在能源、材料和电子信息等工业领域的应用日益增多，传热问题的重要性比以往任何时候都更加突出。
肋片，也称为鳍片或翅片，作为最古老并且最有效的强化传热器件，肋片结构类型主要包括直肋、环肋、针肋、T形肋、柱肋伞、Y形肋、二级组合 Y 形肋、T–Y形肋以及Y形肋阵列和直肋阵列等[1]。它的应用范围很广，常用于换热设备中，肋片的使用可以增大传热面积、降低对流换热的热阻、增强设备传热能力。
1926年，Schmidt曾假设最小重量的冷却肋片具有等热量的横断截面，也就是说沿肋片径向程度具有线性的温度分布。当固体表面和周围流体之间低的传热率而导致总的传热量受限制时,延伸表面,如肋片,往往可用来改善总的传热量。环形肋片已被广泛使用在各种不同的热交换设备上以增强传热量，实际上肋片是用来增大传热面积。肋片及近肋结构作为有效的控温部件或组件，由于传热部件温度场的均匀性对系统工作的稳定性以及应力分布等具有重要影响,实际肋片却不是均温的，而且肋片的形状、温度对换热影响比较大，所以研究各种肋片的温度分布具有重要的工程意义。
（二）研究进展
1.温度场的测量模拟
文献[3]以三角形肋片为研究对象，采用 COMSOL Multiphysics 软件得到三角形肋片的温度场分布，并分析肋片长度和高度比对肋片传热性能的影响。结果表明：肋片温度从根部到顶部依次降低。最大无量纲温度最小值下的肋片形状受参数影响较为明显，试验所得结果为肋片的优化设计提供了重要指导。
为了更好地分析直肋导热的特性,文献[4]建立了相应的一维和二维的数学模型,应用PDEtool工具箱,采用有限元法求解导热偏微分方程,得到模型的数值解和模拟图形,对比2种模型的温度场和热流场,得出2种模型是等价的,并对改进的肋片进行了导热特性仿真,结果表明运用MATLAB PDE数值计算方法是方便而高效的,是换热器工程结构设计和优化分析的有利工具。
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