管翅式散热器是一种典型的自然对流换热设备,通过翅片与空气间的对流换热达到采暖的目的,由于其结构简单、易于加工、换热效率高等优点而被广泛的使用。然而,目前的散热器市场多是基于生产经验和简单的实验测试进行生产加工,而缺乏系统的理论研究。因此,基于其换热机理,分析管翅式散热器翅片管不同布置方式、热水温度及散热器进出口高度等对散热器散热性能的影响规律,具有一定的学术意义和工程应用价值,为散热器的优化设计提供了依据。本文首先针对目前市场上常用的翅片管散热器建立了三维的物理、数学模型,运用CFD软件fluent进行了数值计算,并对其换热能力及流场分布情况进行了分析。通过对管翅式散热器进行实验测试,并将数值计算结果与实验结果进行了对比,验证模型及求解方法的正确性。然后比较了翅片管不同布置方式对换热器换热性能的影响;最后,对散热器内热水温度及进出口散热器高度对散热性能的影响进行了分析,主要结论如下:(1)对市面上采暖散热器数值计算结果与实验测试结果进行了比较,结果表明:随着温差?T的增大,散热器的散热量也随之增大,且数值计算与实验测试散热量相差13.5%;(2)不同的翅片管布置方式改变了气流在散热器中的分布情况,在五种布置方式中,竖直排布方式的散热性能最差、“S”型布置方式散热性能最好;交叉型布置的散热性能强于目前市场上的散热器,其散热器厚度减小了1/4;倒T型布置空气流量最大,气流分布合理,比市场上散热器的散热性能略好;(3)采用倒T型布置方式下的散热器在五种不同的热水温度下,翅片管间温差越大,散热器的散热量越大,在所计算的五种情况中,翅片管温差为5K的散热量要比温差为1K的散热量要高17.5%;(4)散热器出口高度对散热量的影响要大于进口高度对散热量的影响,不同进口高度散热量相差最大为4.33%,而不同出口高度最大散热量相差高达47.7%。随着进口高度的增加,其散热量略有减小;随着出口高度的增加,其烟囱效应得以加强,出口空气质量流量增大,出口空气温度先增大后减小,其散热量随之增大。