系统散热讲义
散热原理(图文并茂)
散热原理——功耗与热阻随着处理器发热量的不断提高，很多有助于散热的新兴技术也飞速发展。
如果要深入了解一款散热器的性能必须了解其原理，针对目前主流散热器所采用的技术，驱动之家评测室分门别类，为您带来散热专题之原理篇，带您走进散热器的奥妙世界。
功耗是CPU最为重要的参数之一。
其主要包括TDP和处理器功耗TDP是反应一颗处理器热量释放的指标。
TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，中文直译是“热量设计功耗”。
TDP功耗是处理器的基本物理指标。
它的含义是当处理器达到负荷最大的时候，释放出的热量，单位未W。
单颗处理器的TDP值是固定的，而散热器必须保证在处理器TDP最大的时候，处理器的温度仍然在设计范围之内。
处理器的功耗：是处理器最基本的电气性能指标。
根据电路的基本原理，功率（P）＝电流（A）×电压（V）。
所以，处理器的功耗（功率）等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。
处理器的峰值功耗：处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中，这样处理器的功耗也在变化之中。
在散热措施正常的情况下（即处理器的温度始终处于设计范围之内），处理器负荷最高的时刻，其核心电压与核心电流都达到最高值，此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。
处理器的功耗与TDP 两者的关系可以用下面公式概括：处理器的功耗＝实际消耗功耗＋TDP实际消耗功耗是处理器各个功能单元正常工作消耗的电能，TDP是电流热效应以及其他形式产生的热能，他们均以热的形式释放。
从这个等式我们可以得出这样的结论：TDP并不等于是处理器的功耗，TDP要小于处理器的功耗。
虽然都是处理器的基本物理指标，但处理器功耗与TDP对应的硬件完全不同：与处理器功耗直接相关的是主板，主板的处理器供电模块必须具备足够的电流输出能力才能保证处理器稳定工作；而TDP数值很大，单靠处理器自身是无法完全排除的，因此这部分热能需要借助主动散热器进行吸收，散热器若设计无法达到处理器的要求，那么硅晶体就会因温度过高而损毁。
散热的原理与技术解析
散热的原理与技术解析随着PC计算能力的增强，功耗与散热问题日益成为不容回避的问题。
一般说来，PC内的热源大户包括CPU、主板(南桥、北桥及VRM部分)、显卡以及其他部件如硬件、光驱等，它们工作时消耗的电能会有相当一部分转化为热量。
我们都知道，电子器件的工作温度直接决定其使用寿命和稳定性。
要让PC各部件的工作温度保持在合理的范围内，除了保证PC工作环境的温度在合理范围内之外，还必须要对其进行散热处理。
尤其对CPU而言，如果用户进行了超频，要保证其稳定地工作更必须有效地散热。
热传递的原理与基本方式虽然我们常将热称为热能，但热从严格意义上来说并不能算是一种能量，而只是一种传递能量的方式。
从微观来看，区域内分子受到外界能量冲击后，由能量高的区域分子传递至能量低的区域分子，因此在物理界普遍认为能量的传递就是热。
当然热最重要的过程或者形式就是热的传递了。
学过中学物理的朋友都知道，热传递主要有三种方式：传导 : 物质本身或当物质与物质接触时，能量的传递就被称为热传导，这是最普遍的一种热传递方式，由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量。
相对而言，热传导方式局限于固体和液体，因为气体的分子构成并不是很紧密，它们之间能量的传递被称为热扩散。
热传导的基本公式为“Q=K×A×ΔT/ΔL”。
其中Q代表为热量，也就是热传导所产生或传导的热量；K为材料的热传导系数，热传导系数类似比热，但是又与比热有一些差别，热传导系数与比热成反比，热传导系数越高，其比热的数值也就越低。
举例说明，纯铜的热传导系数为396.4，而其比热则为0.39；公式中A代表传热的面积(或是两物体的接触面积)、ΔT代表两端的温度差；ΔL则是两端的距离。
因此，从公式我们就可以发现，热量传递的大小同热传导系数、热传热面积成正比，同距离成反比。
热传递系数越高、热传递面积越大，传输的距离越短，那么热传导的能量就越高，也就越容易带走热量。
散热理论与流场分析基础讲义
微元体中流体的动量随时间的变化率等于外界作用在 该微元体上的各种力之和。
能量守恒方程
微元体中能量的增加率等于进入微元体中的净热流量 加上体力与面力所做的功。
CFD理论基础
流动基本方程——控制方程(通式)
展开
ρ——密度（kg/m3） u——速度矢量（m/s）
CFD理论基础
ui ——微元体沿i方向的速度分量，i=x,y,z; μ——流体动力粘度（N.s/m2） T ——温度（K） k ——对流传热系数 c ——比热容（J/(kg.K)） S ——广义源项
新模型——改进
散热设计与流场分析
流场图
散热设计与流场分析
温度分布
导热系数—— 物性参数
物质热传导率的性质：
λ固体> λ液体> λ气体 λ金属> λ非金属 λ单体> λ化合物
热传导率一般来说与导电率成正比的关系， 导电率好的其热传导率也好。
几种常见的物质热传导率比较：
λ钻石> λ银> λ金> λ铜> λ铝> λ导热膏> λ空气
传热的三种方式——对流
对流： 由于流体的宏观运动，流体各部分间
传热的三种方式——热辐射
热辐射 物体通过电磁波来传递能量的方式叫辐射，
其中因热的原因发出的辐射叫做热辐射。
Ø=εσAF1-2(T4surface-T4surr)
ε ——代表热辐射率 σ ——代表史蒂文波尔兹曼系数 A ——代表物体的表面积 F1-2 ——代表辐射热交换的角度和表面的函数关系， Tsurface ——代表物体表面温度， Tsurr ——代表物体周围环境温度
• 有限体积法(Finite Volume Method FVM)
经典散热原理课件
-maximize airflow and ∆Toutlet-inlet
Junction
Block
Hp1
(Thermal network)
轴流扇
各种外形风扇
各种外形风扇
离心扇
流道的设计
• 流道的设计必须遵守”流道渐扩”原 CW Cr
则:
r e tan 0 r0
Boundary streamline
C2 α
dθ
γ
γ0 θ
where r0 : fan diameter
α0 : flow angle at blade tip
• 通常以客户给定的空间,决定α0的值
N(rpm)
upper plane plate distance ,N
surface, A
75x75x16 blower
3mm
Wind tunnel
Q/Qmax vs distance rpm vs distance
Lower plane plate
Material
1000
Brick, red
406
Water at 20°C
385
Brick,insulating
314
Wood
205
Asbestos
109
Cork board
79.5
Fiberglass
50.2
Rock wool
34.7
Wool felt
Thermal conductivity (W/m K)* 0.6 0.6 0.15 0.12-0.04 0.08 0.04 0.04 0.04 0.04
热力学里的散热结构-概述说明以及解释
热力学里的散热结构-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在热力学中，散热是一个重要的概念。
散热结构是指能够有效传递热量并将其散发出去的结构体系。
在很多工程领域，如电子设备、汽车、建筑等，散热结构都扮演着至关重要的角色，能够确保设备正常运行并提高其寿命。
本文将探讨散热结构在热力学中的基本概念和设计原则，以及其在工程领域中的重要性和应用展望。
通过深入探讨散热结构的相关知识，希望能够为读者提供更深入的了解和认识。
1.2 文章结构文章结构是整篇文章的骨架，它清晰地规划了文章的内容和逻辑顺序。
在本文中，我们将按照以下结构展开讨论：1. 热力学基础:- 我们将简要介绍热力学的基本概念，如热量、功和热力学第一定律，以便为后续的讨论做好铺垫。
2. 散热结构的重要性:- 探讨散热结构在工程领域中的重要性，以及其在各种设备和系统中的作用和意义。
3. 散热结构设计原则:- 着重介绍散热结构的设计原则和方法，包括如何提高散热效率、减少热损失和优化散热结构的关键要点。
通过以上内容的逐步展开，我们将全面探讨热力学中散热结构的重要性和设计原则，为读者深入了解该主题提供系统化的指导和知识。
1.3 目的：本文旨在探讨热力学中散热结构的重要性和设计原则，旨在帮助读者深入了解散热技术在各种行业和领域中的应用。
通过对热力学基础知识和散热结构的相关理论进行分析和讨论，希望读者能够更好地理解散热结构在热传导和能量转换中的重要作用，进一步提高工程实践中的散热效率和能源利用率。
同时，希望通过本文的阐述，引起人们对散热技术的重视和关注，促进相关研究和应用的发展，为推动绿色环保和节能减排做出贡献。
2.正文2.1 热力学基础热力学是研究能量转化与传递规律的一门学科，它描述了热量如何在物质之间传递的过程。
在热力学中，有一些基本的概念需要了解，比如热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律也称为能量守恒定律，它表明能量不会在热传导中消失，只是会从一个系统转移到另一个系统。
散热基础知识
热参数热参数电子组件热管理技术中最常用也是重要的评量参考是热阻（thermal resistance），以IC封装而言，最重要的参数是由芯片接面到固定位置的热阻，其定义如下：热阻值一般常用θ或是R表示，其中Tj为接面位置的温度，Tx为热传到某点位置的温度，P为输入的发热功率。
热阻大表示热不容易传递，因此组件所产生的温度就比较高，由热阻可以判断及预测组件的发热状况。
早期的电子热传工业标准主要是SEMI标准，该标准定义了IC封装在自然对流、风洞及无限平板的测试环境下的测试标准。
自1990年之后，JEDEC JC51委员会邀集厂商及专家开始发展新的热传工业标准，针对热管理方面提出多项的标准，其中包含了已出版的部分、已提出的部分建议提出的部分，热管理相关标准整理成如图一之表格分布。
和SEMI标准相比，虽然基本量测方式及原理相同，但内容更为完整，另外也针对一些定义做更清楚的说明。
SEMI的标准中定义了两种热阻值，即θja及θjc，其中θja是量测在自然对流或强制对流条件下从芯片接面到大气中的热阻，如图二（a）所示。
由于量测是在标准规范的条件下去做，因此对于不同的基板设计以及环境条件就会有不同的结果，此值可用于比较封装散热的容易与否，用于定性的比较，θjc是指热由芯片接面传到IC封装外壳的热阻，如图二（b），在量测时需接触一等温面。
该值主要是用于评估散热片的性能。
和θ之定义类似，但不同之处是Ψ是指在大部分的热量传递的状况下，而θ是指全部的热量传递。
在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此Ψ之定义比较符合实际系统的量测状况。
Ψjt是指部分的热由芯片接面传到封装上方外壳，如图二（d）所示，该定义可用于实际系统产品由IC封装外表面温度预测芯片接面温度。
Ψjb和Θjb类似，但是是指在自然对流以及风洞环境下由芯片接面传到下方测试板部分热传时所产生的热阻，可用于由板温去预测接面温度。
LED散热基础培训教程课件
热对流换热系数表
二. 常见的散热方式和相应的理论计算方法
2.4 散热热阻
三. LED光源热设计的相关信息
四.灯具散热设计注意事项
五. 灯具热测试的几个重要条件
六. 散热技术
七. LED热量管理
在固态照明行业， LED 在亮度方面处于领先地位，它提供 可回流焊设计，从而更加便于使用和热量管理。采用 LED 的照明应用不仅使光输出最大化，而且提高了设计灵活性， 同时将对环境的影响降到最低。
决定所需散热片的尺寸规格和种类的总体设计，目标就是 计算出散热片最大热阻值(Rth h-a)，该热阻值将能够使接 合点温度保持低于最恶劣工作环境下的最大值。
例1 ：散热片的热阻 在本例中，6个白色Xlamp 7090 LED被应用于最高外部环
境温度达55°C的情形中。假设在本例中，典型正向电压 为3.25V,驱动电流为350mA，且电源在固定装置的外面，那 么LED所消耗的总功率为：
释放功率
由LED（Pd）所释放的总功率等于LED驱动电压(Vf )和驱 动电流(If ) 的乘积。
接合点温度
LED接合点的温度 (Tj)是外部环境温度(Ta) 与释放功率和结 点与外部环境热阻之乘积的和。
Tj = Ta + (Rth j-a x Pd)
在大多数情况下，高功率LED将被安装在金属核心印刷电 路板（PCB）上，该板会和一个散热片相连接。热量通过 传导方式从LED接合点流经PCB，到达散热片。散热片通 过对流方式将热量散发到外部环境中去。在大多数LED应 用中，与LED接合点和导热板之间，以及导热板到外界环 境之间相比，LED和PCB和/或散热片之间的接触热阻还是 相对较小的。
Ptotal = 6 x 0.350 A x 3.25 V = 6.825 W
散热原理(图文并茂)
散热原理——功耗与热阻随着处理器发热量的不断提高，很多有助于散热的新兴技术也飞速发展。
如果要深入了解一款散热器的性能必须了解其原理，针对目前主流散热器所采用的技术，驱动之家评测室分门别类，为您带来散热专题之原理篇，带您走进散热器的奥妙世界。
功耗是CPU最为重要的参数之一。
其主要包括TDP和处理器功耗TDP是反应一颗处理器热量释放的指标。
TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，中文直译是“热量设计功耗”。
TDP功耗是处理器的基本物理指标。
它的含义是当处理器达到负荷最大的时候，释放出的热量，单位未W。
单颗处理器的TDP值是固定的，而散热器必须保证在处理器TDP最大的时候，处理器的温度仍然在设计范围之内。
处理器的功耗：是处理器最基本的电气性能指标。
根据电路的基本原理，功率（P）＝电流（A）×电压（V）。
所以，处理器的功耗（功率）等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。
处理器的峰值功耗：处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中，这样处理器的功耗也在变化之中。
在散热措施正常的情况下（即处理器的温度始终处于设计范围之内），处理器负荷最高的时刻，其核心电压与核心电流都达到最高值，此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。
处理器的功耗与TDP 两者的关系可以用下面公式概括：处理器的功耗＝实际消耗功耗＋TDP实际消耗功耗是处理器各个功能单元正常工作消耗的电能，TDP是电流热效应以及其他形式产生的热能，他们均以热的形式释放。
从这个等式我们可以得出这样的结论：TDP并不等于是处理器的功耗，TDP要小于处理器的功耗。
虽然都是处理器的基本物理指标，但处理器功耗与TDP对应的硬件完全不同：与处理器功耗直接相关的是主板，主板的处理器供电模块必须具备足够的电流输出能力才能保证处理器稳定工作；而TDP数值很大，单靠处理器自身是无法完全排除的，因此这部分热能需要借助主动散热器进行吸收，散热器若设计无法达到处理器的要求，那么硅晶体就会因温度过高而损毁。
系统散热讲义
散熱片的新製程
＊鍛造型 ( Forging Fins ) ： 係經精密的風到設計，於模具上開適當的鰭片排列， 將鋁塊加熱至降伏點後，於模穴內利用高壓使鋁材充 滿模穴而形成柱狀鰭片。 優點─鰭片高度可達50mm以上，厚度可薄至1mm以 下。 缺點─散熱片容易有鰭片高度不均之現象，模具費用 高。
散熱片的新製程
*熱對流： 風扇的效能 ( 60 => 70 => 80 => ? )
*熱輻射： 溫度差的自發性反應 ( X )
*沸騰，蒸發： 熱管, Vapor Chamber
CPU Cooler 熱阻之定義
Ta R total = R CPU + R Contact + R Cooler R total = 總熱阻 = (Tc - Ta) ／ Q R CPU = CPU熱阻 R Contact = CPU至鰭片之接觸熱阻 R Cooler = Cooler熱阻
＊刨削型 ( Skiving Fins ) ： 先以擠型方式做出長條狀帶有凹槽的初胚，接著利用 一特殊刀具將初胚創初一層層彎曲的鰭片出來。 優點─鰭片厚度可薄至0.5mm以下，同時鰭片與底板 是一體成行無界面阻抗之問題，另外具有高鰭 片密度，高散熱片面積，高熱導性。 缺點─量產不易，刀具易磨損，製造材料多。
散熱片的新製程
＊機械加工型 ( Machining Fins ) ： 直接由金屬塊將材料加工成具有鰭片間隙的散熱片型 式。通常是在CNC機台上以GangSaw刀具來加工製造 散熱片，此刀具具有多重精密排列的鋸輪。 優點─適用於高性能散熱片的製造，如銅散熱片加工 ，且容易自動化。 缺點─加工過程中易造成鰭片損害和變形問題，同時 產生大量廢料與材料耗損，較不具生產性。
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电脑散热知识大全_原理
让我们来看一下风冷式散热法主要的优缺点。优点：结构简单，价格低廉(比较其它散热方法)，安全可靠、技术成熟。缺点：不能将温度降至室温以下，由于存在风扇的转动，所以有噪音，风扇寿命有时间限制。
电脑散热知识大全_原理
来自：/819/article_818552.html
风冷 水冷 液冷
前言
这儿主要是关于台式机的散热：
整理的可能有欠妥当，希望大家批评指正，关于笔记本的散热问题，整理整理，再贴出来，希望大家喜欢。
随着天气逐渐变暖，和炎炎夏日的来临，这是我们的电脑最需要保养的时候。随着CPU、内存、显卡的频率的不断提高，电脑各部件的散热要求也越来越越来越严格。过高的温度，除了影响我们电脑的正常使用外，还可能让硬件出现损坏现象。为了让我们的电脑运行得更健康，为了让大家在即将到来的夏天可以高枕无忧地玩3D游戏，这里我特别给大家特别准备了台式机和笔记本整机、配件的散热专题，希望可以给大家一些帮助。
先来看一下半导体致冷法比起前两种方法的好处。1、最大的好处：可以把温度降至室温以下。2、精确温控：使用闭环温控电路，精度可达+-0.1°C。3、高可靠性：致冷组件为固体器件，无运动部件，因此失效率低。寿命大于二十万小时。4、工作时无声：与机械制冷系统不一样，工作时不产生噪音。
再来看一下半导体致冷法的原理以及结构：
那么"电子迁移"到底是什么？"电子迁移"属于电子科学的领域，在1960年代初期才被广泛了解，是指电子的流动所导致的金属原子的迁移现象。在电流强度很高的导体上，最典型的就是集成电路内部的电路，电子的流动带给上面的金属原子一个动量(momentum)，使得金属原子脱离金属表面四处流动，结果就导致金属导线表面上形成坑洞(void)或土丘(hilllock)，造成永久的损害，这是一个缓慢的过程，一旦发生，情况会越来越严重，到最后就会造成整个电路的短路(short)，整个集成电路就报销了。
智能电脑散热系统教学提纲
智能电脑散热系统1 前言现代生活，电脑已经成为人们生活中不可缺少的一部分。
无论笔记本电脑还是台式电脑，人们在选择的时候都会考虑到它的散热性能，一个好的散热系统能够保证电脑的高速正常运行，给CPU足够的空间进行高负载的活动，才能享受计算机技术给我们生活带来的无穷魅力，可见一个好的散热系统，对电脑而言是多么的重要。
但是，计算机部件中大量使用的是集成电路，而众所周知，高温是集成电路的大敌。
高温不但会导致系统运行不稳，使用寿命缩短，甚至有可能使某些部件烧毁。
导致高温的热量不是来自计算机外，而是计算机内部，或者说是集成电路内部。
散热器的作用就是将这些热量吸收，然后发散到机箱内或者机箱外，保证计算机部件的温度正常。
多数散热器通过和发热部件表面接触，吸收热量，再通过各种方法将热量传递到远处，比如机箱内的空气中，然后机箱将这些热空气传到机箱外，完成计算机的散热。
说到计算机的散热器，我们最常接触的就是CPU的散热器。
散热器通常分为主动散热和被动散热两种；前者以风冷散热器较为常见，而后者多为散热片。
细分散热方式，又可分为风冷，液冷，半导体制冷，压缩机制冷等等。
其中，液冷·半导体制冷及压缩机制冷要么技术不成熟，要求高，能耗大；要么体积受限，价格昂贵。
风冷散热器作为区别于水冷散热器的一个主流产品类别，不断的引领着整个IT散热市场的前进和创新因此，风冷是最常见，性价比最高的散热方式，我们设计的“智能电脑散热系统”就是利用温度传感器实现对外界温度的感知，再利用单片机编程控制风扇的转速，从而实现温度的自动调节，以达到散热目的。
正是因为融合了温度传感器技术和单片机技术，使得本作品兼智能化和自动化于一体。
而温控调速技术的优点在于其能有效地提高散热器的的工作效率，节约能源，性价比高，适用范围广泛。
且本设计比较人性化，由于不同的电脑的散热能力不同，对于散热能力很差的电脑而言，只凭借温控可能无法实现正常降温，就需要人为控制来调节适合电脑的散热，因此我们增加了手控模式。
笔记本电脑散热技术简介PPT优秀版
笔记本散热组件之散热管
图中，我们看到的便是不同型号 笔记本电脑机型上，形状各异的 散热管了。他们最终都是连接到 “散热板”和电脑主机之“散热 出口”，起着传导电脑主机工作 时，主要功能部件，如CPU产生 的热量的作用。
CPU散热模块组成原理
• CPU工作时，产生的热量传递到散热板上； • 散热板传递过来的热量，通过散热管迅速传递到风扇出口； • 散热风扇，利用空气对流的原理，将热量最终散出到主机外部。
笔记本电脑散热技术简介
笔记本常见的七大散热组件
cool
笔记本散热组件之风扇
笔记本电脑的散热风扇是起着强制对流的作用，其目的就是 将电脑主机运行时产生的热量，通过空气流动的方式，散发的机 器的主机之外，属于主动散热方式。目前，笔记本电脑的风扇类 型，基本上可以分为以下两种类型：
◆ 轴向型风扇
◆ 辐射型风扇(离心鼓风机)
笔记本散热组件之散热板
CPU散热模块组成原理 辐射型(离心鼓风机)风扇，具有薄的叶片，没有涡流，气流方向性好，气流密度较高，点用体积小，主要原因，就是它可以做的比较薄， 技术较新，成本相对高。 Grover 发明，并由IBM最初引入笔记本电脑中。 图中，我们看到的便是不同型号笔记本电脑机型上，形状各异的散热管了。 这种CPU风扇温控技术几乎被所以电脑厂商所采用，如Lenovo、SONY、ASUS和TOSHIBA等硬件厂商。 辐射型(离心鼓风机)风扇，具有薄的叶片，没有涡流，气流方向性好，气流密度较高，点用体积小，主要原因，就是它可以做的比较薄， 技术较新，成本相对高。 图中我们看到的是，一些较大的笔记本电脑硬件商所推出的，基于Windows操作系统的电源管理软件。 CPU散热模块组成原理 当笔记本电脑的系统温度达到一定的温度时，风扇会自动打开； 可以通过调节RPM来调节风量，气流有涡流，机壳的阴影效应，占用体积大，存在气流的耗尽层。 笔记本散热组件之智能温控系统