熱交換技術
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
熱交換技術的視頻教程
Altair Simlab教程：熱交換器組件的建模
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II-04雙流體熱交換器：汽車散熱器《STAR CCM+官方案例視頻教程》
STAR CCM+官方案例視頻教程系列之II熱傳遞和輻射_04雙流體熱交換器：汽車散熱器 涉及主要知識點： 1）雙流體熱交換器； 2）切割體網格定位。
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熱交換技術的實例教程
生活中使用的許多電器或機械設備都依靠傳熱裝置來保持能量和熱量的平衡，以確保設備運行順暢，例如空調、冰箱和汽車發動機等，這些傳熱裝置就是熱交換器。通常，熱交換器在兩種流體之間傳遞熱量：液 – 液，液 – 氣或氣 – 氣。
盡管熱交換器的應用非常普遍，但是受限于制造技術，熱交換器的設計迭代也受到了限制。傳統的熱交換產品通常由焊接在一起的薄片材料制成，在這種制造方式下，如果設計的復雜性上升就將使得生產充滿挑戰性，并且非常耗時，而且用于焊接工藝的材料也增加了部件的整體重量。傳統制造工藝在制造緊湊而復雜的熱交換器產品方面的能力是有限的。
然而，增材制造/3D打印技術為熱交換器產品重塑帶來了新的可能性。本期，分享一家從事3D打印熱交換器開發的企業-Conflux，通過他們所開展的一些工作以及使用的一些方法，一起了解粉末床熔融金屬3D打印技術在重塑汽車熱交換器中的價值與潛力。
熱交換性能的提升
Conflux Technology 是一家從事熱和流體工程的企業，Conflux 正在使用粉末床熔融金屬3D打印技術制造創新型汽車熱交換器。他們開發了一種新型高效熱交換器ConfluxCore。Conflux 通過EOS 的金屬粉末熔融設備制造了 ConfluxCore 原型，打印材料為鋁AlSi10Mg。
在設計ConfluxCore時，設計師利用3D打印技術為設計帶來的自由度，最終開發出輕量化的熱交換器。據了解，Conflux在熱交換器開發中使用了一系列工具，包括計算流體力學（CFD），非線性熱機械有限元建模（FEA）和EOS的增材制造軟件工具套件。
展開 幾十年來，熱交換器一直用于將熱能從一種流體傳遞到另一種流體。流體既可以是液體，也可以是氣體，或者一種可以是液體，另一種可以是氣體，例如空氣。熱交換器廣泛用于各種行業和應用 - 從汽車散熱器到航空航天應用，如發動機油冷卻和噴氣燃料預熱，再到發電和計算的各種應用。而3D打印技術正以其獨特的工藝特點在改變熱交換器和散熱器的設計與制造方式。
替代釬焊，更隨形的管道制造
在約束流熱交換器中，根據兩種流體的流動布置，有三種主要的熱交換器分類。在橫流式熱交換器中，熱流體和冷流體通過熱交換器大致彼此垂直地行進。在平行流熱交換器中，兩種流體在同一端進入熱交換器，并且彼此平行地行進到另一端。在逆流熱交換器中，兩種流體從相對的兩端進入熱交換器。
提高熱交換器效率的一種方法是增加流體流過的通道的數量，并減小通道的尺寸。對于給定的熱交換器長度，小通道尺寸使得能夠將熱能從熱流體更完全地傳遞到冷流體。所以說熱交換器的設計本質上是以行和列排列的立方體通道矩陣，其中行和列的數量為數百，在這種復雜的熱交換器結構中，盡管逆流裝置的效率優點是可取的，但直到現在制造這種設計充滿挑戰的。
根據3D科學谷的市場研究，諾思羅普·格魯曼公司(Northrop Gramman Systems)在開發一種創新設計的熱交換器，特點是外部管道的極大簡化，但是這種創新設計的熱交換器通過傳統制造技術難以構建。特別是連接部位的釬焊或焊接是困難的，尤其是考慮到所涉及的材料非常薄，尺寸非常小，并且接縫都必須防漏。然而，通過增材制造技術（也稱為3D打印）很容易構建這些結構。增材制造不僅可以替代釬焊或焊接過程，還可以通過增材制造來構造熱交換器通道矩陣，在需要大量集管的情況下，通過增材制造來構造整個熱交換器組件 - 包括所有集管成為有效的制造方式。
展開 步驟1：
通過此圖形創建簡化熱交換器
步驟2：
在 SW 中，您可以獲得 model。打開 “Flow Simulation” 模塊
步驟3：
創建新的流程項目
步驟4：
在“type of task”（任務類型）頁面上，打開“Heat conduction in solids”（固體中的熱傳導）
步驟5：
在“fluid”頁面上添加“water”
步驟6：
在“material”頁上添加 material aluminum。所有其他參數均為默認值
步驟7：
在細部孔中創建插件
步驟8：
在細部孔上創建邊界條件。在套管入口處創建質量流量 5kg/s 的參數。溫度為 573K
步驟9：
在外殼外部，創建一個邊界條件 “ambient pressure”
步驟10：
在管道入口處，創建一個邊界條件，“輸入速度”為 1m/s，溫度為 278K
步驟11：
在管道出口處，設置邊界條件“出水速度”1m/s
步驟12：
開始計算
步驟13：
計算后添加結果“流動軌跡” – 流動溫度，類型 – 管材，內管面（進管、出管），點數 - 100
步驟14：
添加結果 “流動軌跡” – 流動溫度，類型 – 管材，內管面（進、出），點數 – 20
步驟15：
你得到結果！！
溫度上升約 30 度。
我不知道您的熱交換器的參數，因此結果是近似的。
展開 這是 SolidWorks 中定制設計的熱交換器，其緊湊高效的布局可最大程度地提高熱傳遞效率。該設計采用逆流配置，以改善兩種流體之間的熱交換。它適用于工業冷卻應用，以提高性能和能源效率。
?Assembly of Heat exchanger Part.SLDPRT
2021年9月22日，南極熊獲悉，伊利諾伊大學利用3D打印技術生產了下一代超小型熱交換器，實現了高達2000%的性能提升。
為了設計出創新的幾何形狀，工程師們開發了具有拓撲優化功能的三維熱交換器設計軟件。這款軟件專門用于優化現有的熱交換器設計，以最大限度地提高傳熱，同時最大限度地減少零件重量，這可能對能源、電子和航空航天等行業產生重大影響。
機械科學與工程教授William King說："我們開發了形狀優化軟件來設計高性能的熱交換器，軟件使我們能夠識別出與傳統設計明顯不同且更好的3D設計。"
△優化的3D打印熱交換器的效果圖，圖片來自伊利諾伊大學
熱交換器優化設計的必要性
熱交換器主要用來將熱能從A點轉移到B點。它們在很多行業中都非常重要，幾乎所有產生熱量的復雜系統都要用到熱交換器。包括發電系統、運輸、石油和天然氣加工、水淡化和消費電子產品的熱管理。
目前，全球范圍內有數以百萬計的熱交換器在使用，它們的性能和效率對于降低碳排放非常重要。人們需要高表面積的熱交換器，以促進有效的散熱，同時也要做到緊湊和輕巧。在像航空航天這樣的一些行業，部件的尺寸和質量對系統的性能、范圍和成本有直接影響。
在過去的幾十年里，熱交換器的設計并沒有什么變化。主要是受限于傳統制造技術，沒有能力制造復雜的結構，比如優化熱流的內部通道。然而，隨著金屬3D打印技術的發展，以前被認為不可能的3D熱交換器設計可以輕松地制造出來。所需要的只是一個專門的軟件工具來設計新的、更有效的設備。
優化的管中管熱交換器
開發團隊使用三維設計軟件，開發了一種特殊類型的熱交換器，叫作管中管交換器，經常用于飲用水系統和建筑能源系統中。管中管交換器的特點是內管嵌套在外管中。
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?很多人好奇熱成像儀：明明看不見的熱量，怎么就變成了清晰的圖像？為什么有的熱成像儀能檢測遠距離目標，有的卻只能近距離使用？
在工業巡檢時，工程師無需拆解設備，就能發現電機內部的過熱隱患；夜間安防巡邏，安保人員即使在漆黑環境中，也能精準定位隱蔽的異常人員；消防救援現場，消防員穿透濃煙，快速找到受困者 —— 這些 “透視” 般的操作，都離不開紅外熱成像儀的助力。
紅外熱成像儀的核心邏輯
數據中心液冷正從 “可選方案” 變為AI 算力剛需標配，整體走向高密度、低 PUE、低成本、智能化、全棧國產化，冷板式短期主導、浸沒式在超高密度場景加速滲透，配套標準與生態快速成熟。
如何判斷一項技術對熱有價值？2個月前
<h2><strong>討論題：熱量的傳遞方式有哪些？</strong></h2><p>A.熱傳遞 B.熱對流 C.熱輻射 D.液冷</p><p><br></p><p> 這是一道基礎理論題。答案是ABC。 液冷是一種冷卻方式，但不是熱量的傳遞方式。這是一道需要記憶而不是理解的題目。</p><p>熱設計中，控制溫度所做的所有動作，包含散熱器的設計，風道設計，導熱界面材料的設計等
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AUTO TECH China 2026 廣州國際新能源汽車技術與熱管理展覽會
The 13th International EV Tech and Thermal Management Expo 2026
時間：2026年11月27日-30日
地點：廣州·廣交會展館D區
亞洲領先的新能源汽車技術與熱管理專業展, 賦能汽車電動化！ AUTO TECH China 新能源汽車技術與熱管理展是中國頂尖的新能源汽車技術專業展
技術鄰Ansys定制培訓可使工程師30天內獨立完成熱應力分析項目，方案落地率達85%，已累計為汽車、機械、新能源等10余個行業培養12000+專業人才，成為企業突破熱應力技術瓶頸的核心助力。
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零基礎也能高效掌握Ansys熱應力分析，技術鄰通過“低門檻準入+拆解式教學+全流程保障”，讓新手1-2周上手實戰，已幫助500+企業零基礎工程師實現技能突破，學員獨立完成仿真項目的平均周期從1.5個月縮短至2周。
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?Assembly of Heat exchanger Part.SLDPRT
電子冷卻和PCB 熱仿真與分析軟件正在加速產品設計，Ansys Icepak是用于熱管理的CFD求解器，可預測芯片封裝、PCB、電子組件和電力電子設備中的氣流、溫度和傳熱。在最新2025 R1 版本中，Ansys Icepak 持續為更多電氣、結構、熱和半導體/芯片級熱工程用戶提供技術支持。
在Ansys 2025年度系列網絡研討會中，針對熱仿真也相應安排了3場圍繞Ansys Icepak的主題直播
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