S3 · 仿真

Pin-fin 散热器仿真

针翅冷板的热阻与压降：管束经验关联式估算

热阻 R_th

0.00773K/W

底板上表面 → 冷却液入口

压降 Δp: 2.14kPa
平均换热系数 h̄: 18,152W/(m²·K)
最大流速雷诺数: 2,040
流动区间: 亚临界混合流

全部输入在关联式适用范围内查看适用范围

默认参数下的针翅冷板：底板、叉排圆柱针、半透明盖板与两端集流腔

参数化示意模型，几何经简化

正在准备三维模型

拖动 / 方向键旋转 · 滚轮 / +/- 缩放 · Home 复位 · 点击选择部件单指旋转 · 双指缩放 · 点按选择部件

流线示意 · 俯视

示意，非 CFD

来流方向 · 均匀来流叠加各针的势流偶极子，仅用于理解绕流与排布；不含尾流、分离、端壁与侧壁效应。

R_th – Δp 权衡

扫描参数

在所选参数的完整滑块范围内重新计算，其余参数保持当前值。空心点表示至少一个关联式超出适用范围。

当前: 流量 8.0 L/min · Rth 0.00773 K/W · Δp 2.14 kPa

查看数据表

流量 (L/min)	R_th (K/W)	Δp (kPa)
2	0.0186	0.121
2.75	0.0158	0.236
3.5	0.0141	0.393
4.25	0.0107	0.591
5	0.00983	0.828
5.75	0.00915	1.10
6.5	0.00859	1.42
7.25	0.00813	1.76
8	0.00773	2.14
8.75	0.00739	2.55
9.5	0.00710	2.98
10.25	0.00684	3.45
11	0.00660	3.94
11.75	0.00639	4.46
12.5	0.00620	5.00
13.25	0.00603	5.56
14	0.00587	6.15
14.75	0.00572	6.76
15.5	0.00558	7.40
16.25	0.00546	8.05
17	0.00534	8.73
17.75	0.00523	9.42
18.5	0.00512	10.1
19.25	0.00503	10.9
20	0.00493	11.6

计算明细

针数: 240
排数 N_L × 每排: 20 × 12
换热面积（针 + 底面）: 12,064 + 3,246 mm²
最小截面流速 V_max: 0.67 m/s
Nu_D: 57.7
C₁ · C₂: 0.350 · 1.000
肋效率 η_f: 0.404
总面效率 η_o: 0.530
NTU · ε: 0.27 · 0.234
对流热阻 1/(η_o hA): 0.00679 K/W
温升热阻: 0.000945 K/W
出口温度: 40.72 °C
ξ · 主阻力数 N_W: 0.485 · 20
平均液温物性 ρ · c_p · k · μ · Pr: 992 · 4180 · 0.629 · 0.648 mPa·s · 4.31
泵功: 0.285 W
底板温度 @ Q: 43.1 °C

探索参数

流量按体积计。热负荷只影响出口温度与壁温（Pr_s 修正），对热阻影响很小。

冷却液

流量8.0

2L/min20

入口温度40

25°C85

热负荷400

50W1500

关联式适用范围

每次计算都会检查输入是否落在所用关联式的数据范围内；边界值视为在范围内。

Zukauskas 管束换热

检查项	当前值	适用范围	状态
Re_D,max	2,040	10 – 2×10⁶	范围内
Pr	4.31	0.7 – 500	范围内
10² ≤ Re < 10³ 区间	2,040	—	范围内
排数 N_L	20	≥ 20	范围内
S_T/S_L（顺排）	1.00	—	范围内

Gaddis–Gnielinski 压降

检查项	当前值	适用范围	状态
Re₀	2,040	1 – 3×10⁵	范围内
a = S_T/D	2.00	1.25 – 3	范围内
b = S_L/D	2.00	0.6 – 3	范围内
c（叉排对角间距比）	2.24	≥ 1.25	范围内
主阻力数 N_W	20	≥ 5	范围内
低 Re 层流段	2,040	≥ 1000	范围内

针翅一维导热

检查项	当前值	适用范围	状态
Bi = hD/(4k)	0.0233	≤ 0.1	范围内

冷却液物性表

检查项	当前值	适用范围	状态
平均液温	40.4 °C	5 – 150	范围内
平均壁温	41.8 °C	5 – 150	范围内
底板温度	43.1 °C	≤ 100	范围内

几何

检查项	当前值	适用范围	状态
H/D	4.00	≥ 4	范围内