瞎写一下吧。。。
F1相关问题
我不知道题主看的是视频,这里看F1的进气口的差异
驾驶舱上方的进气口就不是散热器了,是动力单元的进气口,现在的F1动力单元是V6涡轮内燃机和各种电机的组合。
好,讲到涡轮,就要讨论涡轮进气后的问题。气体被涡轮压缩后,内能增大,温度增加(这还包括电池和内燃机两者工作时传递给涡轮空气的热量)。这对内燃机的工作效率是不利的,要想办法对压缩的空气降温,所以就需要进气管缠绕,增加与从进入侧箱的冷空气的接触面积,通过热交换将热量传递侧箱空气。当然,涡轮内的空气和流经侧箱的空气还有循环水。
所以,上面的解释,可能就不是散热器工作时流经气流的问题了。但下面基本是气流速度和散热能力的问题了。
气流速度过快影响散热器工作效率的因素,下面是我想到的几个:
1.停留时间过短
这个简单,截取的一段气流与散热鳍片的接触时间实在是太短了,热交换时间也不长。流速和散热效能的工作曲线需要实际测试
2.摩擦
高速流过的空气与散热鳍片是必然接触的,相互之间摩擦生热,更热空气很难带走与其热交换的物质的更多热量,而理想的散热是散热物质低温进高温出。这跟之前的涡轮增压后的气体需要降温是类似的。
(说个题外话,这也是我一个键盘讨论笔记本要求低压核显轻薄本室温下散热系统能让CPU在Stress CPU负载下维持两倍TDP的理由)[1]
3.边界层/附面层
这个可能很难让人想到。气体与物体相互流过的时候,物体表面到正常流经的气流之间会有一个过渡的边界层/附面层,这层里面的气流从固体到正常气流之间的流速会从0到正常流速过渡。
外层气流速度过大,附面层越厚。首先附面层的气体流速比正常气流慢,这样无法通过流出的方式把热量带走,而是传递给正常气流,这样会降低散热效率。
于此同时,附面层相当于固体增厚,这样气流实质流量降低,又降低散热效率。夸张一点,甚至直接把气流堵住,根本无法进行散热,导致散热器积热,最后热变形损坏。同时,正常气流被迫从进气口外流,因为进气口前端又有更大的相对静止气团。这在F1里面增加了非常大的废阻,影响表现。
附面层是流体工程都不能避开的问题。
(客机发动机还可以吊挂翼下以最大避免附面层作用导致进气减少,而现代战斗机由于机动需要,只能让发动机位于机身侧边,但附面层问题使战斗机重量和气动废阻增加,直到DSI进气道这一概念。另外,涡扇发动机的速度与工作效率之间的关系)[2]