设备散热器、风扇的选型和设计计算

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散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算

散热器如何选‎型及计算【1】散热器基础1、散热量计量单‎位的W 是什么?散热器技术性‎能中的W 是热功率计量‎单位。

是指每米或每‎片(柱)散热器在不同‎工况下每小时‎的散热量(瓦)。

2、什么是金属热‎强度?其在工程中的‎实际意义是什‎么?金属热强度Q‎(W/KG .℃):是指金属散热‎器内热媒的平‎均温度与室内‎空气温度相差‎1℃时,每公斤质量的‎金属单位时间‎所散出的热量‎.Q值越大,说明散出同样‎的热量所耗用‎金属越少.这个指标是衡‎量散热器节能‎和经济性的一‎个指标。

各种散热器的‎金属热强度比‎较表3、什么是散热器‎的传热系数?散热器的传热‎系数K(W/㎡.℃):是指散热器内‎热媒的平均温‎度与室内气温‎相差为1度时‎,每平方米散热‎面积所传出的‎热量.该值与散热面‎积的乘积,再乘标准传热‎温差(64.5℃)就是该散热器‎的标准散热量‎.即Q=K.F.64.5,在散热面积一‎定的情况下,K值越大,则散热器的散‎热量就越大.K值为整个传‎热过程的综合‎系数(包括对流传热‎和辐射传热),与散热器本身‎的特点和使用‎条件有关,如水流情况,内外表面情况‎等。

4、散热器的散热‎过程是什么样‎的?当温度较高的‎热媒在散热器‎内流过时,热媒所携带的‎热量通过散热‎器不断地传给‎温度较低的室‎内空气,其散热过程为‎:1、散热器内的热‎媒通过对流换‎热把热量传给‎散热器内壁面‎(内表面放热系‎数)2、内壁面靠导热‎把热量传给外‎壁;3、外壁靠对流换‎热把大部分热‎量传给空气,又靠辐射把一‎小部分热量传‎给室内的物体‎和人.5、散热器的水容‎量对采暖的影‎响如何?散热器水容量‎对采暖的影响‎:1、散热器的水容‎量大,采暖系统热惰‎性比较大,在锅炉间断供‎热时,水冷却时间稍‎长一些,采暖房间仍可‎以保持相当长‎时间的一定温‎度.但再供水时,水升温也比较‎慢.大水容量的系‎统调节反映速‎度较慢.在连续供热时‎,对供暖质量无‎影响;2、散热器的水容‎量小,启动时间短,温度调节灵敏‎,居室升温快,便于分户计量‎供热,既省钱又方便‎;3、热量是靠流动‎的水携带和运‎输的,水容量大小对‎热量无直接影‎响,只是调节时间‎有长短分别。

散热器选择及散热计算

散热器选择及散热计算

散热器选择及散热计算散热器是电子设备中常用的散热元件,它的作用是将设备内部产生的热量传递到周围的环境中,保持设备的工作温度在安全范围内。

选择合适的散热器对于电子设备的稳定运行至关重要,本文将介绍散热器的选择方法以及散热计算的相关知识。

一、散热器的选择方法在选择散热器时需要考虑以下几个因素:1.散热器的材质:常见的散热器材质有铝、铜、塑料等。

铝散热器具有较好的导热性能和价格优势,适用于一般散热需求。

铜散热器具有更好的导热性能,适用于高功率和高温度的散热需求。

塑料散热器价格低廉,但导热性能较差,适用于低功率设备的散热。

2.散热器的尺寸:散热器的尺寸要与设备的散热需求相匹配。

一般来说,散热器面积越大,散热能力越强。

但是需要考虑到设备的尺寸和散热器与其他元件的配合问题,不能盲目追求大面积的散热器。

3.散热器的散热能力:散热器的散热能力可以通过热阻值来评估。

热阻值(R)是散热器在单位面积上传热所需的温度差。

热阻值越小,散热能力越强。

在选择散热器时,可以参考供应商提供的散热曲线图,选择适合设备功率的散热器。

4.散热器的风扇:对于需要强制风冷的设备,散热器通常需要配备风扇。

风扇的选择要考虑风量和噪音等因素。

风量越大,散热能力越强,但同时也会带来更高的噪音。

需要根据设备的散热要求和使用环境综合考虑。

二、散热计算方法散热计算是确定散热器的散热能力是否满足设备要求的关键步骤。

以下介绍两种常用的散热计算方法。

1.根据设备功率计算:设备功率(P)是进行散热计算的基础数据。

根据设备的功率,可以利用下面的公式计算散热器的面积:A=P/(Q*ΔT)其中,A是散热器面积,P是设备功率,Q是散热能力系数,ΔT是设备工作温度与环境温度之差。

散热能力系数Q一般根据设备的类型和工作环境选择:在通常的办公环境中,可以选择Q为15-20W/m²·K;在工业环境中,需要考虑更高的Q 值。

2.根据设备工作温度计算:如果设备的工作温度已知,可以根据下面的公式计算散热器的热阻值:R=(Ts-Ta)/P其中,R是散热器的热阻值,Ts是设备工作温度,Ta是环境温度,P是设备功率。

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算【1】散热器基础1、散热量计量单位的W 是什么?散热器技术性能中的W 是热功率计量单位。

是指每米或每片(柱)散热器在不同工况下每小时的散热量(瓦)。

2、什么是金属热强度?其在工程中的实际意义是什么?金属热强度Q(W/KG .℃):是指金属散热器内热媒的平均温度与室内空气温度相差1℃时,每公斤质量的金属单位时间所散出的热量.Q值越大,说明散出同样的热量所耗用金属越少.这个指标是衡量散热器节能和经济性的一个指标。

各种散热器的金属热强度比较表3、什么是散热器的传热系数?散热器的传热系数K(W/㎡.℃):是指散热器内热媒的平均温度与室内气温相差为1度时,每平方米散热面积所传出的热量.该值与散热面积的乘积,再乘标准传热温差(64.5℃)就是该散热器的标准散热量.即Q=K.F.64.5,在散热面积一定的情况下,K值越大,则散热器的散热量就越大.K值为整个传热过程的综合系数(包括对流传热和辐射传热),与散热器本身的特点和使用条件有关,如水流情况,内外表面情况等。

4、散热器的散热过程是什么样的?当温度较高的热媒在散热器内流过时,热媒所携带的热量通过散热器不断地传给温度较低的室内空气,其散热过程为:1、散热器内的热媒通过对流换热把热量传给散热器内壁面(内表面放热系数)2、内壁面靠导热把热量传给外壁;3、外壁靠对流换热把大部分热量传给空气,又靠辐射把一小部分热量传给室内的物体和人.5、散热器的水容量对采暖的影响如何?散热器水容量对采暖的影响:1、散热器的水容量大,采暖系统热惰性比较大,在锅炉间断供热时,水冷却时间稍长一些,采暖房间仍可以保持相当长时间的一定温度.但再供水时,水升温也比较慢.大水容量的系统调节反映速度较慢.在连续供热时,对供暖质量无影响;2、散热器的水容量小,启动时间短,温度调节灵敏,居室升温快,便于分户计量供热,既省钱又方便;3、热量是靠流动的水携带和运输的,水容量大小对热量无直接影响,只是调节时间有长短分别。

散热器选型-散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型-散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型-散热面积理论计算及风扇选择散热器选型,散热面积理论计算及风扇选择。

散热器选择的计算方法一,各热参数定义:Rja———总热阻,℃/W;Rjc———器件的内热阻,℃/W;Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;Rsa———散热器热阻,℃/W;Tj———发热源器件内结温度,℃;Tc———发热源器件表面壳温度,℃;Ts———散热器温度,℃;Ta———环境温度,℃;Pc———器件使用功率,W;ΔTsa ———散热器温升,℃;二,散热器选择:Rsa =(Tj-Ta)/Pc - Rjc -Rcs式中:Rsa(散热器热阻)是选择散热器的主要依据。

Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数,Pc 是设计要求的参数,Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/(接触面积X接触材料导热系数)。

(1)计算总热阻Rja:Rja= (Tjmax-Ta)/Pc (2)计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa:Rsa = Rja-Rtj-RtcΔTsa=Rsa×Pc(3)确定散热器按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rsa 或ΔTsa 和Pc 选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rsa 曲线或ΔTsa 线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的热阻散热器及其对应的风速,根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热器流阻曲线上风速对应的阻力压降,选择满足流量和压力工作点的风扇。

散热器热阻曲线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 三,散热器尺寸设计:对于散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:按上述公式求出散热器温升ΔTsa,然后计算散热器的综合换热系数α:α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}式中:ψ1———描写散热器L/b 对α的影响,(L 为散热器的长度,b 为两肋片的间距);ψ2———描写散热器h/b 对α的影响,(h 为散热器肋片的高度);ψ3———描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响;√√ [(Tf-Ta)/20]———描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响;以上参数可以查表得到。

设备散热器风扇的选型和设计计算

设备散热器风扇的选型和设计计算

设备散热器风扇的选型和设计计算一、了解设备散热需求首先,需要准确了解设备的散热需求。

散热需求取决于设备的功率消耗、温度要求和工作环境等因素。

通常,功率消耗越高、温度要求越低、工作环境越苛刻,散热需求就越大。

二、计算散热功率在了解设备散热需求后,需要计算所需的散热功率。

散热功率的计算可以使用下述公式:Q=P×(T2-T1)/η其中,Q为散热功率(单位为瓦特),P为功率消耗(单位为瓦特),T2为设备工作温度(单位为摄氏度),T1为环境温度(单位为摄氏度),η为设备的热效率。

三、确定散热器类型根据散热功率和设备系统的特点,选择合适的散热器类型。

常见的散热器类型包括散热片(fin heat sink)、板式散热器(plate heat sink)、液冷散热器(liquid cooling heat sink)等。

四、计算散热器尺寸根据散热功率和散热器类型,计算散热器的尺寸。

散热器尺寸的计算可以使用估算法或者CFD模拟仿真方法。

估算法通常是基于实验数据和经验公式,而CFD模拟仿真方法可以提供更精确的结果。

五、选择合适的风扇根据散热器尺寸和散热需求,选择合适的风扇。

风扇的选型要考虑风量、风压、噪音、寿命等因素。

一般而言,风量和风压越大,散热效果越好,但噪音也会增加。

六、确定风扇位置和安装方式风扇的位置和安装方式对散热效果有重要影响。

一般而言,风扇应尽可能靠近散热表面并与之紧密结合,以提高热量传递效率。

此外,还需要保证风扇的气流方向和设备散热方向一致。

七、进行散热系统热流仿真分析为了验证散热系统的设计效果,可以进行热流仿真分析。

通过仿真分析,可以获得散热器各部位的温度分布和热流路径,从而优化设计。

以上是设备散热器的选型和设计计算的一般原理和步骤。

在实际应用中,还需要根据具体设备的要求和限制进行合理调整和优化。

此外,还需要注意散热系统的维护和保养,以确保其长期稳定工作。

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算散热器的选型与计算是电子产品设计中非常重要的一环,它直接关系到设备的发热管理和稳定性。

散热器的作用就是将设备内部产生的热量通过散热器散发到周围环境中,以维持设备运行的稳定性和安全性。

所以,在选取散热器时,需要考虑散热器的散热面积、材料、形状、安装方式等多个因素。

1.散热器的散热面积散热器的散热面积决定了它最大能够散热的功率。

在选择散热器时,需要根据设备的热量产生量和散热器的散热能力来计算出所需的散热面积。

一般情况下,散热器的散热面积越大,散热能力也越强。

2.散热器的材料散热器的材料对于其散热能力和维护成本都有很大的影响。

目前市面上散热器的材料主要包括铝、铜、铝合金和铜合金等。

铜材质的散热器散热能力最强,但价格也相对较高,而铝或铝合金材质的散热器则更适合大部分普通设备。

散热器的形状也对于其散热性能有着很大的影响。

散热器的线条、散热片的间距等都会影响着热量的传输效率。

一般情况下,散热片的间距越小,散热性能也越好,同时相信大家也会经常看到有像翅膀一样的铝鳍片散热器,其目的就是增加散热面积。

4.散热器的安装方式散热器的安装方式也是非常重要的一环,不同的安装方式对于热量的传输效率会有着很大的影响,同时也会影响设备的稳定性。

常见的安装方式包括螺纹固定、夹紧固定、贴片固定等。

散热器的选型需要综合考虑各种因素,以达到最好的散热效果,同时也要尽量降低选取散热器的成本。

在计算散热器的散热面积时,需要根据以下公式:Q=U*A*(T1-T2)其中,Q为需要散热的功率;U为散热器的散热系数;A为散热器的散热面积;T1和T2分别为散热器和周围环境的温度差。

在选择散热器时,也需要考虑到设备的特殊环境。

在某些特殊的工作环境中,例如高温、潮湿或海岸线等区域,需要选取耐腐蚀、耐高温等特殊材质的散热器。

同时,在确定散热器的大小时,也要考虑到设备在使用中可能面临的运输、装卸等过程中碰到的物理冲击,这样才能确保设备的安全性。

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算散热器是一种可以将机器或设备所产生的热量散发出去的装置,通常可以采用风冷或水冷的方式进行散热。

正确的散热器选型和计算对于保障机器设备正常的运行十分重要,下面将从散热器的类型、散热器的功率计算和散热器的选型几个方面进行简要的讲解。

1.散热器的类型根据散热器散发热量的方式不同,散热器可以分为风冷散热器和水冷散热器两类。

(1) 风冷散热器是指利用风扇将空气通过散热器的散热片,从而达到散热的目的。

风冷散热器主要适用于温度较低的场合,如一些家用电器、计算机主机等。

(2) 水冷散热器是指利用水的流动将热量传递到水中,再通过水冷却塔、冷却器等设备将热量散发出去。

相对于风冷散热器来说,水冷散热器散热效率更高,适用于需要处理大量热量的设备。

2.散热器的功率计算针对不同的机器或设备,散热器的需要的散热功率是不同的,下面将介绍散热功率的计算方法。

散热功率(P)= 机器或设备所产生的热量(Q) - 存储器等其他元件的散热功率(P1)- 机箱本身的散热功率(P2)其中,Q是机器产生的热量,可以根据机器的额定功率来计算。

P1是存储器、主板等其他元件产生的热量,可以查看相应的技术参数手册来确定。

P2是机箱本身产生的热量,可以根据机箱的材质和大小等因素来确定。

散热器的选型需要考虑多个方面因素:(1) 散热功率的大小;(2) 散热器的尺寸和重量是否与机器或设备的要求相符;(3) 散热器的材质和结构是否满足使用要求;在选择散热器的时候,可以根据机器或设备的具体要求以及相关的技术参数手册来确定合适的散热器。

同时,选型时还需要考虑到预算的问题,选择合适的散热器可以使设备保持正常运行。

总之,正确的散热器选型和计算是确保设备正常运行的重要环节,希望本文对您有所帮助。

散热器选型散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型散热面积理论计算及风扇选择散热器的选型主要涉及两个关键因素:散热面积和风扇选择。

为了确保计算准确,我们需要先了解散热器的工作原理和散热器的设计参数。

散热器的工作原理是通过扩大散热面积和促进空气流动来降低设备内部的温度。

散热面积越大,散热效果越好。

因此,散热面积的计算是选型的重要部分。

散热面积的计算需要考虑以下几个因素:1.设备的功耗:设备功耗越大,所需的散热面积也越大。

2.设备的温度限制:不同设备有不同的温度限制,一般来说,设备的温度限制越低,所需的散热面积越大。

3.散热器的材料和结构:散热器的材料和结构也会影响散热面积的计算。

通常,散热器由铝、铜等金属制成,具有一定的散热效果。

4.环境温度:散热器运行的环境温度也会影响散热效果,通常情况下,环境温度越高,所需的散热面积也越大。

在开始散热面积的计算之前,我们需要确认设备的功耗和温度限制。

然后,我们可以根据以下公式计算散热面积:散热面积=(设备功耗*热阻系数)/(设备温度限制-环境温度)其中,热阻系数是散热器材料和结构的参数,反映了散热器的散热效果。

热阻系数可以通过厂商提供的数据手册或实验来确定。

在确定散热面积之后,我们可以开始选择适合的风扇。

风扇的选择主要需要考虑以下几个因素:1.风扇的风量:风量是风扇的一个重要参数,表示单位时间内风扇能够吹过的空气体积。

风量越大,风扇的散热效果越好。

2.风扇的噪音:风扇的噪音也是选择的一个重要因素,特别是对于需要安静环境的设备。

一般来说,风扇噪音越低越好。

3.风扇的电源和控制方式:不同的设备可能对风扇的电源和控制方式有不同的要求。

需要根据实际情况选择合适的风扇电源和控制方式。

4.风扇的尺寸和安装方式:风扇的尺寸和安装方式也需要与散热器相匹配,确保能够有效地进行散热。

在选择风扇之前,我们需要根据散热面积和设备功耗计算所需的风量。

通常情况下,风量可以通过下面的公式计算:风量=散热面积*设备功耗*风量系数其中,风量系数是根据散热器和风扇的特性确定的参数。

设备散热器、风扇的选型和设计计算

设备散热器、风扇的选型和设计计算

设备散热器、风扇的选型和设计计算散热、吸热,还是绝热重要?________________________________________在这儿之前,有一个很重要的问题要问各位,您知道什么是"热"吗?在您选择一项产品之前.您得先知道您用钞票换得手中的宝贝要解决的是什么物理现象,千万别当了冤大头!"热(He at)"是能量吗?严格来说它不算是能量,应该说是一种传递能量的形式.就好象作功一样.微观来看,就是区域分子受到外界能量冲击后,由能量高的分子传递至能量低的区域分子(就像是一种扩散效应),必须将能量转嫁释放出来.所以能量的传递,就是热.而大自然界最根本的热产生方式,就是剧烈的摩擦(所谓摩擦生热如是说!).从电子(量子力学)学的角度而言,当电子束滑过电子信道时,会因为与导线(trace)剧烈摩擦而产生热,它形成一股阻力,阻止电子流到达另一端(就像汽车煞车的效果是一样的).我们统称作"废热". 所以当CPU的速度越高,表示它的I/O(Inp ut/Output)数越高,线路布局越复杂.就好比一块同样面积的土地上.您不断的增加道路面积;不断的膨胀车流量,下场是道路越来越窄,而车子越来越多,不踩煞车,能不出车祸吗?当然热量越来越高.信不信,冷飕飕的冬天,关在房里打计算机,你会爱死它,又有得杀时间,又暖和!只是不巧,炎炎夏日又悄悄的接近了……"传热(Heat Transfer)":既然说热是一种传递能量的形式.那就不能不谈传递的方法了.总的来说整个大自然界能量传递的方式被我们聪明的老祖先(请记住.热力学Thermal Dynami c是古典力学的一种!)概分为三种,接下来我用最浅显易懂的方式分别介绍这门神功的三大基本奥义让各位知道:1.)热传导(Conduction)物质本身或当物质与物质接触时,能量传递的最基本形式(这里所说的物质包括气体,液体,与固体).当然气体与液体(我们统称为流体)本身因为结构不似固体紧密.我们又有另外一个专有名词来形容它,叫做热扩散(Diffusion).若诸位看官真有兴趣的话,不妨把下面的公式熟记,对以后您专业素养的养成,抑或是将来更深入的技术,探讨彼此的沟通都非常有帮助(这可是入门的第一招式,千万别放弃您当专业消费者的权益了!).另外,为了避免您一开始走火入魔,请容我先将所有的单位(Unit)都拿掉.Q = K*A*ΔT/ΔL其中Q为热量;就是热传导所能带走的热量.K为材料的热传导系数值(Conductivity);请记住,它代表材料的热传导特性,就像是出生证明一样.若是纯铜,就是396.4;若是纯铝,就是240;而我们都是人,所以我们的皮肤是0.38,记住! 数值越高,代表传热越好.(详细的材料表我将于日后择篇幅再补述!)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.让我们来看一下图标,更加深您的印象!热传导后温度分布铜材的导热系数高,经过热传导后,温度在铜材中分布就非常均匀,相反的,木材的导热系数偏低,于是相同的传导距离,木材的温度分布就明显的不均匀(温度颜色衰减的非常快;表示热量传导性不良.)从上述的第一招式我们可以知道.热传导的热传量.跟传导系数,接触面积成正比关系(越大,则传热越好!)而跟厚度(距离)成反比.好,有了这个观念,现在让我们把焦点转到散热片身上,当散热片与热源接触,我们需要的是"吸热",能够大量的把热吸走,越多越好.各位可以到市面上看看最近有一些散热片的底部会加一块铜板不是吗?或甚至干脆用铜当散热片底板.就是因为它的热导系数比铝多出将进一倍(当然还有其它技术原因,容我先卖个关子).嘿,嘿,聪明的读者,您一定也发现了一个问题,散热片的底部厚度好象越来越厚耶!如果照我说的话,那不是传热效果越差了吗?如果您会问这个问题?先恭喜您!您已经有本事报名英雄大会了.这牵涉到另外一门有趣的课题.因篇幅关系,这一次我并不打算放进来.请诸位海涵!2.)热对流(Convection)流动的流体(气体或液体)与固体表面接触,造成流体从固体表面将热带走的热传递方式.这一招是三招里面最为博大精深的一招,老祖先依其流体驱动的方式将之转换折成貌和神离的两招,分别是A.)自然对流(Natural Convection):流体运动是来自于温度差.温度高的流体密度较低,较轻会向上运动.相反的,温度低的流体则向下运动.所以是流体受热之后产生驱动力.(这里各位要牢记一件事,只要温差,沿着重力场方向的流体就会开始运动,带走热量!)B.)强制对流(Force Convection) :顾名思义,流体受外在的强制驱动力如风扇驱动而产生运动.驱动力往那儿吹,流体就往那儿跑,与重力场无关.不是很了解对吧!百闻不如一见,脱掉你宝贝计算机的灰白色夹克.您应该会看到如下图所示的精采内脏.如此清楚了吗?芯片组散热片不加风扇,利用的是自然对流将热量带走,表示热量不高(一般来说介于3瓦~8瓦).至于CPU则因为热量较高(尤其是桌上型计算机,至少都在30瓦以上),自然对流的散热量不足以带走废热,因此得利用到风扇驱动.至于更详细的各种芯片封装(package)制程,规格资料与散热量的关系(别忘了CPU也是一种封装,只是档次较高!),还有自然对流及强制对流在散热片设计上的考量差异性,我会在往后的篇幅中以专题的方式撰写.让各位不但对电子散热有所了解,更知道整条电子链的运作模式.看看它的公式吧!为什么说它最博大精深是有原因的.到了这儿,请千万小心,步步都是富贵险中求.殊不知多少江湖英豪;名门侠女都曾栽在这块看似山青湖静,实则风阴涛涌的领域(包括笔者都曾差点儿翻不了身).一则是从此开始.您才真正进入"散热"的大堂.一则是这里又多了一门至深至幻的学问叫做流体力学(Fluid Dynamic).我想试问各位一生中有多少次机会看到风扇是怎么吸空气;又是怎么把空气吹出来的?我们换个角度想,要让流体产生运动,一个必要的因素是什么?知其然,更要知其所以然,道行高的您或许已开始发出会心的一笑,还不了解的看官也别担心, 这运功炼气可是半点儿急不得.渐纳慢吐,气通任督灌丹田,才是习知之道.Q = H*A*ΔTQ 为热对流所带走的热量.H 为热对流系数值(Hest Transfer Coefficient).这里是笔者及数字高人讨论过后,一致公认散热领域内最虚无飘渺的一个参数了.它既不是材质特性,更不是什么散热标准.说穿了还真有点儿好笑.这是老祖先想破了头还是一无所知的情况下,直接写下的脚注.不信吗? 敢问诸位高手,只听过H是随着流体状态;流场形式;固体表面形状的影响而改变的"常数"值(例如:垂直方向的平板流H=10~20,最多是个H与速度的几次方成正比关系),从没看过哪一个方程式是可以解出H值的.(道道地地,不折不扣的"经验值"!!)A 代表热对流发生时的"有效"接触面积.这里我要再一次强调.表面积大只是好看,有效表面积也大那才够实在.至于什么是"有效",将来我会举一些活生生的实例给各位看,到时候可别合不拢嘴.散热片的变化无穷,主要在于它的鳍片设计,一个设计良好的鳍片.会内外兼顾,不但跟空气的接触表面积大,而且大的很实在.否则花那种冤望钱,不如自己做一块铜块盖上去不就好了吗?当然金属量产的加工制程上有一定的限制,不同的制造工艺各有其优缺点,有时设计者不得不作一些妥协与让步.ΔT代表固体表面与区域流体(Local Ambient)的温度差.这里就更惊险了.散热片的设计,一个不小心就会跌入这个要命的陷阱里,它跟上面的所谓"有效"接触面积还真有那么一点关系,我留一点儿空间先不说穿,让各位也想一想.为什么我说到了这儿才算真正开始处理散热问题.因为不论自然对流或强制对流,靠流体把热带走是现下最经济实惠的方式.殊不知地球大气运行时的妙用无穷,我们换一个角度想,能量守恒定律,或许您也能参详一二.周围尽是用不完的空气,不拿它来出出气,怎么说也是暴敛天物,您说是吗?下一次我们再谈另一个能量传递的方式(它也是"散热"的一员,只是平时韬光养晦,深藏不露,但发起威来,套句广告词~"凡人无法档").而且角色变化多端,非常有个性,也是笔者最喜欢的一个,请容我在此先搁笔.咱们下次再谈!散热,吸热,还是绝热重要?接下来介绍的,可又是散热的一名角儿.只是它的名气没"热对流"来的大,一般说来在主动式散热片(Active Cooler)的散热比例上占的份量也有限,所以大伙儿常忽略它.可是它在实际生活中扮演的角色可丰富了.您加热时绝对有它,散热时它也有份,当要绝热时,更不能没有它,更夸张的是,少了它,地球的生态环境瞬间就会失衡,看下去吧,向您郑重介绍……3.)热辐射(Radiation)若说上一招"热对流"是谓博大精深,那这一招可就真算得上是"清风拂山岗;明月照大江"的太极绝学了.待我解释完,您就知道我开头所述句句真言,绝无诳语.别看它又清风,又明月的.真发起来,那可是招招重手,决不留情.(您以为炎炎夏日太阳的热情是靠热传导或热对流招呼到您身上的吗?再举个更生活的例子,没用过也看过灯管式电暖气吧?再告诉您一个小秘密,笔者求学时就曾经利用180瓦的工地用卤素大灯两个煮三人份的火锅,不盖你,这些都得拜热辐射所赐!)这说完它加热的好处,我留一点篇幅稍后再解释它与散热,绝热的关系.让我们先把焦点转回它的原理上.有人曾问笔者,热辐射是不是放射性的a,b,g辐射波,您说呢?那可是对任何生物都会造成伤害性的辐射线耶!不要怀疑,虽不中亦不远矣,它们还真有血源关系呢,这一部份因为是笔者最喜欢的一种散热方式,也是当今能参透这门绝学的人少之又少(包括笔者也不是),是以笔者不得不一吐为快,交代清楚,以免让各位越看越模糊,热辐射是一种可以在没有任何介质(空气)的情况下,不需要靠接触,就能够达成热交换的传递方式.一种我戏称为"热数字讯号"(T hermal Digital Signal)的波的形式达成热交换.既然是波,那就会有波长,有频率,而所谓波的能量,就是频率乘上一个叫做普郎特的常数(Planck's Constant ),既然跟频率有关,那好,频率的大小依次是Gamma 射线,X射线,紫外线,可见光,红外线,微波…而热辐射能量就介于紫外线与红外线之间,所以还算排行老三呢,但光是如此就让你在7月中午的太阳下站不住五分钟了吧!其实您还得感谢地球上有大气层,空气和水分子,这些介质帮我们吸收掉了不少能量呢!好,咱们再回到主题,既然不需要介质,那就得靠物体与物体表面的热吸收性与放射性来决定热交换量的多寡.我们统称为物体表面的热辐射系数(Emissivity),其值介于0~1之间,是属于物体的表面特性,有一点儿像热传导系数(Conductivity) 都属于材料特性.(其实吸收性(率)与放射性(率)是一样的,我稍后解释.严格来说,物体表面的热辐射特性有三种,分别是吸收率,反射率和穿透率.这三者加起来的值和为1,像是玻璃,它的能量穿透性很强,所以相对的吸收性与反射性便较弱).让我们看一下它的公式吧Q =e˙s˙F˙Δ(T4)Q 为物体表面热幅热的热交换量.我在这儿强调是热交换量而不是带走的热量.因为公式本身牵涉到两个表面在进行辐射热交换,当假设其中一个表面不存在时,则存在的表面便假设是与某一有限远的固定大气温度进行热交换.e 物体表面的热辐射系数(Emissivity),其值介于0~1之间,是属于物体的表面材料特性,这一部分当物质为金属且表面拋光如镜时,热辐射系数只有约0.02 ~0.05而已,而当金属表面一但作处理后(如表面阳极处理成各种颜色亦或喷漆,则热辐射系数值立刻提升至0.5以上,如下图所示当散热片表面处理成绿色后,热辐射系数值立刻由0.03提升至0.82.处理前处理后而塑料或非金属类的热辐射系数值大部份超过0.5以上,s是波次曼常数5.67*10-8 ,只是一个常数.F是里面最玄的一个,洋文叫做Exchange View Factor,中文应该说成是辐射热交换的视角关系,它其实是一个函数,一个跟两个表面所呈角度,面积,及热辐射系数有关的函数.非常复杂,笔者在此不敢再写下去,以免各位看官承受不住.Δ(T4)最后这个算是最好说的,但也最容易被一般刚入江湖的年轻人弄错的.它正确的写法如笔者框红线所示,是(Ta4- Tb4)而不是(Ta- Tb) 4,.这其中Ta是表面a的温度而Tb是表面b 的温度。

设备散热器风扇的选型和设计计算

设备散热器风扇的选型和设计计算

设备散热器风扇的选型和设计计算一、选型1.确定散热要求:首先需要确定设备的散热要求,包括散热功率和散热温度。

散热功率指设备在工作状态下产生的热量,一般单位为瓦特(W)。

可以通过设备的技术规格书或者测试数据来获取。

散热温度指设备的工作温度,一般以最高工作温度为基准。

如果设备的工作温度过高,可能会导致设备的性能下降或者故障。

2.风扇的空气流量:在选型过程中,需要确定所需要的风扇的空气流量。

空气流量是风扇在单位时间内能够移动的空气体积。

一般单位为立方米/小时(m³/h)。

空气流量的大小跟设备的散热功率有关,可以通过下面的公式计算:空气流量=散热功率/(ΔT*空气比热)其中,ΔT为散热温度和环境温度之差,单位为摄氏度(℃),空气比热一般为1.007J/g℃。

3.风扇的静压:静压是风扇在单位面积上产生的压力。

它决定了风扇能否将空气有效地送到散热器上,影响了散热器的散热效果。

一般单位为帕斯卡(Pa)。

散热器的阻力越大,所需的风扇静压越大。

可以通过设备的技术规格书或者测试数据来获取。

4.根据散热器的尺寸和安装位置来确定风扇的尺寸和形式。

风扇的尺寸和形式需要与散热器相匹配,以确保能够充分利用空间,并且方便安装。

二、设计计算1.根据选型得到的风扇空气流量,可以计算风扇的转速。

转速=空气流量/(π*风叶半径²*风叶速度)*60其中,π为圆周率,风叶半径为风扇风叶的半径,风叶速度为风叶转速的线速度。

2.根据选项得到的风扇静压,可以计算风扇的功率。

风扇功率=风扇静压*空气流量/风扇效率风扇功率可以根据设备的电源容量来选择。

3.确定散热器的设计参数,包括材质、散热片面积和散热片厚度。

散热器的材质需要具有良好的导热性能,一般选择铝合金或铜。

散热片的面积越大,散热效果越好。

根据散热要求,可以计算散热片的面积。

散热片的厚度一般选择1-5mm,最大不宜超过10mm。

过厚可能导致热阻增加。

4.根据散热器的面积和散热管的数量和直径,可以计算热阻。

散热器选型散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型散热面积理论计算及风扇选择散热器的目的是将设备产生的热量有效地传递到周围环境中去。

选择适当的散热器需要考虑到散热器的材料、面积和设计等因素。

首先,计算散热面积的理论值需要知道设备的功耗和散热器的材料热导率。

功耗是设备在运行时产生的热量,以单位为瓦(W)表示。

热导率是材料传导热量的能力,以单位为瓦特尔(W/m·K)表示。

常见散热器材料的热导率如下:铜:400W/m·K铝:200W/m·K钢铁:50W/m·K塑料:0.2W/m·K根据设备的功耗和材料的热导率,可以计算散热器的表面积。

散热面积理论值(A)=设备功耗/(散热器材料热导率×温度差)其中,功耗以瓦特(W)为单位,热导率以瓦特尔(W/m·K)为单位,温度差以摄氏度(℃)为单位。

例如,如果我们有一个设备的功耗是100W,使用铝散热器,温度差为50℃,那么散热面积的理论值为:A=100/(200×50)=0.010m2接下来,选择合适的散热器。

散热器的选择需要考虑到散热器表面积、设计和材料等因素。

散热器的表面积应大于等于散热面积的理论值。

同时,散热器的设计也影响了散热效果。

常见的散热器设计包括:片状散热器、塔式散热器和液冷散热器等。

不同的设计适用于不同的场景,需要根据具体的需求进行选择。

此外,散热器的材料也是选择散热器时需要考虑的重要因素。

铜和铝是常用的散热器材料,铜具有更高的热导率,但价格较高;铝的热导率较低,但价格较便宜。

根据具体的需求和预算,选择适合的材料。

最后,选择适当的风扇。

风扇的作用是强制空气流过散热器,帮助散热。

选择适当的风扇需要考虑到风扇的风量和噪音产生。

风量是风扇单位时间内产生的气流量,以立方米每小时(m3/h)表示。

通常情况下,风扇的风量应大于散热器需要的风量,以确保足够的气流流过散热器。

此外,风扇的噪音也需要考虑。

噪音是以分贝(dB)为单位表示的。

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算散热器是指将设备或系统中产生的热量转移至其他地方的装置。

在工程设计中,散热器常常被用于帮助设备或系统保持在安全的温度范围内。

散热器的选型与计算是非常重要的,因为它直接关系到设备的安全运行和性能稳定性。

在本文中,我们将浅谈散热器的选型与计算。

我们来讨论散热器的选型。

散热器的选型需要考虑几个重要的因素:热量负载、环境条件和散热器的类型。

热量负载是指需要散热的设备或系统产生的热量。

这个参数通常可以通过设备的技术参数或者实验测量来得到。

在选型时,需要选择能够满足设备热量负载需求的散热器。

环境条件也是选择散热器时需要考虑的因素之一。

环境条件主要包括周围的温度、湿度和空气流动情况。

这些参数会影响散热器的散热效果,因此在选型时需要综合考虑这些环境因素。

散热器的类型也是选择时需要考虑的因素之一。

常见的散热器类型包括风冷散热器、水冷散热器和热管散热器等。

不同类型的散热器适用于不同的情况,因此在选择时需要根据具体的情况来进行选择。

在选型完成后,接下来需要进行散热器的计算。

散热器的计算主要是确定散热器的尺寸、结构和材料等参数。

在计算散热器时,需要考虑的因素包括散热器的热阻、散热器的表面积和散热介质等。

散热器的表面积也是一个需要考虑的因素。

通常情况下,散热器的表面积越大,其散热性能就越好。

因此在计算散热器时,需要确定散热器的表面积,以满足设备的散热需求。

散热介质也是一个需要考虑的因素。

散热介质的选择会直接影响到散热器的散热性能。

通常情况下,空气是最常见的散热介质,但在某些情况下,也可以选择其他散热介质,比如水或者油。

在进行散热器的计算时,需要根据具体的情况来确定散热器的尺寸、结构和材料等参数。

通过合理的计算,可以保证散热器能够满足设备的散热需求,从而确保设备的安全运行和性能稳定性。

散热器选型,散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型,散热面积理论计算及风扇选择

散热器选型,散热面积理论计算及风扇选择。

散热器选择的计算方法一,各热参数定义:Rja———总热阻,℃/W;Rjc———器件的内热阻,℃/W;Rcs———器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;Rsa———散热器热阻,℃/W;Tj———发热源器件内结温度,℃;Tc———发热源器件表面壳温度,℃;Ts———散热器温度,℃;Ta———环境温度,℃;Pc———器件使用功率,W;ΔTsa ———散热器温升,℃;二,散热器选择:Rsa =(Tj-Ta)/Pc - Rjc -Rcs式中:Rsa(散热器热阻)是选择散热器的主要依据。

Tj 和Rjc 是发热源器件提供的参数,Pc 是设计要求的参数,Rcs 可从热设计专业书籍中查表,或采用Rcs=截面接触材料厚度/(接触面积X接触材料导热系数)。

(1)计算总热阻Rja:Rja= (Tjmax-Ta)/Pc(2)计算散热器热阻Rsa 或温升ΔTsa:Rsa = Rja-Rtj-RtcΔTsa=Rsa×Pc(3)确定散热器按照散热器的工作条件(自然冷却或强迫风冷),根据Rsa 或ΔTsa 和Pc 选择散热器,查所选散热器的散热曲线(Rsa 曲线或ΔTsa 线),曲线上查出的值小于计算值时,就找到了合适的热阻散热器及其对应的风速,根据风速流经散热器截面核算流量及根据散热器流阻曲线上风速对应的阻力压降,选择满足流量和压力工作点的风扇。

散热器热阻曲线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~三,散热器尺寸设计:对于散热器,当无法找到热阻曲线或温升曲线时,可以按以下方法确定:按上述公式求出散热器温升ΔTsa,然后计算散热器的综合换热系数α:α=7.2ψ1ψ2ψ3{√√ [(Tf-Ta)/20]}式中:ψ1———描写散热器L/b 对α的影响,(L 为散热器的长度,b 为两肋片的间距);ψ2———描写散热器h/b 对α的影响,(h 为散热器肋片的高度);ψ3———描写散热器宽度尺寸W 增加时对α的影响;√√ [(Tf-Ta)/20]———描写散热器表面最高温度对周围环境的温升对α的影响;以上参数可以查表得到。

设计散热系统时风扇选型的计算

设计散热系统时风扇选型的计算

设计散热系统时风扇选型的计算散热系统在电子设备、汽车引擎等领域起着非常重要的作用。

在设计散热系统时,选择合适的风扇是至关重要的一步。

本文将介绍风扇选型的基本原则和计算方法。

首先,进行风扇选型之前,需要明确散热系统的热量负荷。

热量负荷是指需要散热的设备所产生的热量。

可以通过测量设备表面的温度差和设备功率来确定热量负荷。

通常,热量负荷可以表示为以下公式:Q=Cpxmx(T2-T1)其中,Q是热量负荷(单位为瓦特),Cp是设备的热容量(单位为焦耳/千克摄氏度),m是设备的质量(单位为千克),T2是设备的最高温度(单位为摄氏度),T1是环境温度(单位为摄氏度)。

在得到热量负荷后,可以计算所需的风扇流量。

流量是指风扇每分钟能够排出的空气体积。

流量可以通过以下公式计算:Qf=Q/(ρxΔTx60)其中,Qf是风扇流量(单位为立方米/分钟),Q是热量负荷(单位为瓦特),ρ是空气密度(单位为千克/立方米),ΔT是设备最高温度和环境温度的温差(单位为摄氏度)。

在得到风扇流量后,可以选择适当的风扇。

风扇的选择应根据所需的风压和风量进行。

风压是指风扇产生的静态压力,可以通过以下公式计算:P=ρxQfxVf其中,P是风压(单位为帕斯卡),ρ是空气密度(单位为千克/立方米),Qf是风扇流量(单位为立方米/分钟),Vf是风扇转速(单位为转/分钟)。

风扇的风压和流量特性通常在其性能曲线图中给出。

根据实际需要,在性能曲线图上找到满足所需风压和风量的点。

此外,还需要考虑一些其他因素,如噪音和功耗。

风扇的噪音和功耗也应该在风扇选型时进行评估,以确保其不会对整个系统造成负面影响。

总结起来,进行风扇选型时,需要先确定热量负荷,然后根据热量负荷计算所需的风扇流量,并选择满足所需风压和风量的风扇。

此外,还需要考虑风扇的噪音和功耗等其他因素。

通过合理的风扇选型,可以保证散热系统的稳定性和高效性。

散热器的选型与计算

散热器的选型与计算

散热器的选型与计算首先,在选型之前需要明确以下几个参数:1.散热功率:散热器的选型首先需要知道要散热的设备的散热功率。

散热功率是指设备在运行过程中产生的热量,通常以瓦特(W)为单位。

2.散热器的工作环境温度:散热器所处的环境温度对散热器的散热效果有直接影响,需要在选型时考虑。

接下来,可以根据散热功率和工作环境温度来进行散热器的选型计算。

1.确定散热器的散热面积:散热面积是指散热器能够散热的有效表面积,通常以平方米(㎡)为单位。

根据散热功率和设备工作环境温度,可以通过下面的公式来计算散热面积:散热面积=散热功率/散热系数/温度差其中,散热系数是指散热器在给定条件下的散热能力,单位为瓦特/平方米/摄氏度(W/㎡/℃)。

2.确定散热器的材料和结构:散热器的材料和结构也会对散热效果产生影响。

常见的散热器材料有铝合金、铜和不锈钢等,其中铝合金是最常用的材料,因为它的散热性能好且价格相对较低。

散热器的结构有多种选择,例如片式散热器、鳍片散热器和壳管式散热器等。

3.确定散热器的尺寸和密度:散热器的尺寸和密度也会对散热效果产生影响。

尺寸的选择需要考虑设备的安装空间和散热面积的要求,密度的选择需要根据散热强度和散热空间的限制来确定。

最后,选型完成后还需要进行散热器的设计和安装。

1.散热器的设计需要考虑散热器的散热效果、风道的设计和风扇的选择等。

设计时可以借助计算机辅助设计(CAD)软件对风道进行流体模拟分析,以提高散热效果。

2.散热器的安装需要考虑散热器与设备之间的接触面和安装方式。

接触面直接影响到散热器的散热效果,安装方式需要保证散热器能够有效地散热并且稳固可靠。

总结起来,散热器的选型与计算需要明确散热功率和工作环境温度等参数,并根据这些参数来计算散热面积,然后确定散热器的材料和结构,最后进行散热器的设计和安装。

通过合理的选型与计算,可以提高散热器的散热效果,保证设备的运行稳定性。

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算散热器是用来散热的设备,广泛应用于电子设备、机械设备、汽车等各个行业。

选型和计算散热器的主要目的是确保设备能够良好地散热,避免过热导致设备故障或者损坏。

以下是关于散热器选型和计算的详细内容。

一、散热器选型:1.确定散热器类型:根据具体的应用场景和要求,选择合适的散热器类型,如散热片、风冷散热器、水冷散热器等。

2.计算散热器尺寸:根据散热器所能承载的功率和散热区域的限制,计算散热器的尺寸,包括长度、宽度和高度等。

3.确定散热器材质:根据具体的散热要求和环境条件,选择合适的散热器材质,如铜、铝、不锈钢等。

4.确定散热器安装方式:根据散热器的应用场景和要求,确定散热器的安装方式,如板式安装、贴片安装等。

5.考虑附件需求:根据具体的应用场景和要求,考虑是否需要配备散热风扇、水泵等附件,以提高散热效果。

二、散热器计算:1.确定散热功率:根据设备的功率消耗和工作条件,计算散热器所需的散热功率。

常用公式为:散热功率=(设备最高工作温度-设备环境温度)/散热器散热系数。

2.计算散热面积:根据散热功率和材料的导热性能,计算散热器所需的散热面积。

常用公式为:散热面积=散热功率/(材料导热系数×温度差)。

3.确定散热器尺寸:根据散热面积和散热器的设计限制,计算散热器的尺寸。

通常,散热器的表面积越大,散热效果越好。

4.选择散热器材料和结构:根据散热功率和散热器尺寸,选择合适的散热器材料和结构。

铜和铝是常用的散热材料,具有良好的导热性能。

5.考虑散热风扇或水泵:根据散热要求和工作条件,选择合适的散热风扇或水泵。

风扇的选择要考虑空气流量和风压,水泵的选择要考虑水流量和扬程。

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算散热器是用于散热的设备,广泛应用于冷却设备和电子设备中。

散热器的选型和计算对于冷却设备的性能和寿命都有很大的影响,因此需要进行仔细的选择和计算。

一、散热器的基本原理散热器是通过将热量从一个物体传递到另一个物体来降低温度的设备。

热量可以通过辐射、传导、对流和蒸汽化等方式传递,而散热器通常采用对流的方式进行传热。

对流的传热方式分为自然对流和强制对流两种方式,自然对流主要是借助流体的密度差和温度差来驱动,而强制对流则是通过外力的推动来实现。

散热器的基本结构和原理是利用散热片的表面积大,利用空气对表面的冷却,把累积在进行散热器表面的热量尽量多的导出。

通过散热阻抗的降低,达到降温的目的。

1.散热器的种类散热器的种类比较多,常见的有空气冷却散热器、水冷却散热器和油冷却散热器等,其中最常见的是空气冷却散热器。

选择散热器要根据具体的应用场合和长期稳定的温度需求来确定。

如具体应用场合大小、散热量大小可能要求多片或多台散热器结合使用,不可盲目购买。

如果使用故障末进行维修,也可根据同机型的使用历史及实际效果来定位问题点。

散热器的材质直接影响耐腐蚀性和耐高温性。

通常采用铝制散热器,因为它具有良好的导热性和抗腐蚀性,而且轻量化,更易于制造和安装。

散热器的大小可以根据散热量来选择,散热量越大,散热器的尺寸就越大,但是过大的散热器会增加成本和安装复杂度,同时可能会降低有效的散热效果。

因此选择散热器大小需要结合实际使用场合来进行。

散热器的热设计是根据待冷却器件或系统的热量大小来确定散热器尺寸和参数的过程。

在进行热设计时需要确定散热器的最大散热量和失效温度,然后根据实际功率和环境温度来选择散热器尺寸、材料和形状等参数。

2.散热器的导热计算导热计算是估算散热器的导热能力和散热阻抗的过程。

散热器的导热计算需要考虑散热器的材料、散热器表面的积、流体速度和热传导系数等因素,这些因素影响散热器的导热能力和性能。

3.散热性能的评估散热性能的评估包括散热器的散热效果、散热温度和表面温度等参数的估算。

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算

浅谈散热器的选型与计算散热器是一种常用的工业设备,用于散热器,冷却机器或设备。

在工业生产和生活中,散热器扮演着至关重要的角色,它的性能直接关系到机器的使用寿命和效率。

正确的选择和计算散热器是非常重要的,下面我们就来浅谈一下散热器的选型和计算。

一、散热器的选型1. 散热器的类型在进行散热器的选型时,首先需要考虑的是散热器的类型。

常见的散热器类型有风冷散热器和水冷散热器两种。

风冷散热器使用风扇进行散热,适用于一些小功率的设备或设备密度较大的情况;水冷散热器则是利用水来进行散热,散热效果更好,适用于功率较大的设备或对散热性能要求较高的设备。

散热器的材质也是选型的一个重要考虑因素。

常见的散热器材质有铜、铝和不锈钢等。

铜的导热性能较好,适用于高功率的设备散热;铝的成本较低,适用于一些小功率的设备;而不锈钢则具有良好的耐腐蚀性能,适用于对环境要求较高的场合。

散热器的尺寸也是进行选型的重要因素之一。

尺寸的选择要考虑到散热器所在空间的大小和设备的散热需求。

尺寸太小则会影响散热效果,尺寸太大则会增加成本,因此需要根据实际情况进行合理的选择。

在选择散热器时,需要对设备的热量进行计算,以确定所需的散热器尺寸和类型。

通常情况下,设备的热量可以通过功率和使用环境来进行估算,然后根据散热器的选型曲线来确定所需的散热器尺寸和型号。

2. 散热器的风量计算散热器的选型和计算是一项重要的工作,对于保障设备的正常运行和提高设备的使用寿命具有重要意义。

只有正确选择和合理计算散热器,才能够确保设备的散热效果,并且减少能源消耗和资源浪费。

我们需要在实际工程中重视散热器的选型和计算工作,从而提高设备的性能和效率。

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算

散热器如何选型及计算散热器的选型和计算对于电子设备的正常工作和寿命有着重要的影响。

下面将通过以下几个方面来详细介绍如何选型和计算散热器。

1.热量产生量的计算:首先,需要计算电子设备产生的热量。

可以通过以下公式来计算:Q=P*t其中,Q表示热量(单位为焦耳J),P表示功率(单位为瓦特W),t表示时间(单位为秒s)。

通常情况下,可以根据设备的额定功率来计算。

2.散热器的热阻计算:散热器的热阻(单位为摄氏度/W)表示散热器对热量的传导能力。

热阻越小,散热能力越强。

通过以下公式来计算:R=(Tj-Ta)/P其中,R表示散热器的热阻,Tj表示芯片的最高温度(单位为摄氏度℃),Ta表示环境温度(单位为摄氏度℃),P表示功率。

3.散热器的尺寸和形状:散热器的选择应根据设备的尺寸和形状来确定。

尺寸和形状不仅应能适应设备的安装空间和外观要求,还应兼顾散热效果。

通常来说,散热器的表面积越大,散热能力越强。

同时,散热器的形状也会影响散热效果,如片状、鳍片状、风扇式等。

4.散热器材料的选择:散热器的材料也会影响散热效果。

常见的材料包括铝合金、铜、铜/铝复合材料等。

铜的导热性能较好,但成本较高;铝合金成本较低,但导热性能相对较差。

选择材料时需要综合考虑造价和散热效果。

5.辅助散热措施:散热器常常需要与风扇、散热片等辅助措施配合使用,以增强散热效果。

风扇的选择应注意风量、转速和噪音等因素;散热片的选择应考虑散热面积和形状。

同时,也可以采用其他辅助散热措施,如热管、热界面材料等。

6.测试和验证:在选型和计算完成后,还需要进行测试和验证,以确保散热器的散热效果符合要求。

可以通过测量芯片温度和散热器表面温度来评估散热效果,并根据需求进行调整。

综上所述,选型和计算散热器需要考虑热量产生量、热阻、尺寸和形状、材料选择、辅助散热措施等因素,同时还需要进行测试和验证。

只有在综合考虑了这些因素并进行了合理的计算和选型后,才能选择到适合设备需求的散热器。

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散热、吸热,还是绝热重要?________________________________________在这儿之前,有一个很重要的问题要问各位,您知道什么是"热"吗?在您选择一项产品之前.您得先知道您用钞票换得手中的宝贝要解决的是什么物理现象,千万别当了冤大头!"热(He at)"是能量吗?严格来说它不算是能量,应该说是一种传递能量的形式.就好象作功一样.微观来看,就是区域分子受到外界能量冲击后,由能量高的分子传递至能量低的区域分子(就像是一种扩散效应),必须将能量转嫁释放出来.所以能量的传递,就是热.而大自然界最根本的热产生方式,就是剧烈的摩擦(所谓摩擦生热如是说!).从电子(量子力学)学的角度而言,当电子束滑过电子信道时,会因为与导线(trace)剧烈摩擦而产生热,它形成一股阻力,阻止电子流到达另一端(就像汽车煞车的效果是一样的).我们统称作"废热". 所以当CPU的速度越高,表示它的I/O(Inp ut/Output)数越高,线路布局越复杂.就好比一块同样面积的土地上.您不断的增加道路面积;不断的膨胀车流量,下场是道路越来越窄,而车子越来越多,不踩煞车,能不出车祸吗?当然热量越来越高.信不信,冷飕飕的冬天,关在房里打计算机,你会爱死它,又有得杀时间,又暖和!只是不巧,炎炎夏日又悄悄的接近了……"传热(Heat Transfer)":既然说热是一种传递能量的形式.那就不能不谈传递的方法了.总的来说整个大自然界能量传递的方式被我们聪明的老祖先(请记住.热力学Thermal Dynami c是古典力学的一种!)概分为三种,接下来我用最浅显易懂的方式分别介绍这门神功的三大基本奥义让各位知道:1.)热传导(Conduction)物质本身或当物质与物质接触时,能量传递的最基本形式(这里所说的物质包括气体,液体,与固体).当然气体与液体(我们统称为流体)本身因为结构不似固体紧密.我们又有另外一个专有名词来形容它,叫做热扩散(Diffusion).若诸位看官真有兴趣的话,不妨把下面的公式熟记,对以后您专业素养的养成,抑或是将来更深入的技术,探讨彼此的沟通都非常有帮助(这可是入门的第一招式,千万别放弃您当专业消费者的权益了!).另外,为了避免您一开始走火入魔,请容我先将所有的单位(Unit)都拿掉.Q = K*A*ΔT/ΔL其中Q为热量;就是热传导所能带走的热量.K为材料的热传导系数值(Conductivity);请记住,它代表材料的热传导特性,就像是出生证明一样.若是纯铜,就是396.4;若是纯铝,就是240;而我们都是人,所以我们的皮肤是0.38,记住! 数值越高,代表传热越好.(详细的材料表我将于日后择篇幅再补述!)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.让我们来看一下图标,更加深您的印象!热传导后温度分布铜材的导热系数高,经过热传导后,温度在铜材中分布就非常均匀,相反的,木材的导热系数偏低,于是相同的传导距离,木材的温度分布就明显的不均匀(温度颜色衰减的非常快;表示热量传导性不良.)从上述的第一招式我们可以知道.热传导的热传量.跟传导系数,接触面积成正比关系(越大,则传热越好!)而跟厚度(距离)成反比.好,有了这个观念,现在让我们把焦点转到散热片身上,当散热片与热源接触,我们需要的是"吸热",能够大量的把热吸走,越多越好.各位可以到市面上看看最近有一些散热片的底部会加一块铜板不是吗?或甚至干脆用铜当散热片底板.就是因为它的热导系数比铝多出将进一倍(当然还有其它技术原因,容我先卖个关子).嘿,嘿,聪明的读者,您一定也发现了一个问题,散热片的底部厚度好象越来越厚耶!如果照我说的话,那不是传热效果越差了吗?如果您会问这个问题?先恭喜您!您已经有本事报名英雄大会了.这牵涉到另外一门有趣的课题.因篇幅关系,这一次我并不打算放进来.请诸位海涵!2.)热对流(Convection)流动的流体(气体或液体)与固体表面接触,造成流体从固体表面将热带走的热传递方式.这一招是三招里面最为博大精深的一招,老祖先依其流体驱动的方式将之转换折成貌和神离的两招,分别是A.)自然对流(Natural Convection):流体运动是来自于温度差.温度高的流体密度较低,较轻会向上运动.相反的,温度低的流体则向下运动.所以是流体受热之后产生驱动力.(这里各位要牢记一件事,只要温差,沿着重力场方向的流体就会开始运动,带走热量!)B.)强制对流(Force Convection) :顾名思义,流体受外在的强制驱动力如风扇驱动而产生运动.驱动力往那儿吹,流体就往那儿跑,与重力场无关.不是很了解对吧!百闻不如一见,脱掉你宝贝计算机的灰白色夹克.您应该会看到如下图所示的精采内脏.如此清楚了吗?芯片组散热片不加风扇,利用的是自然对流将热量带走,表示热量不高(一般来说介于3瓦~8瓦).至于CPU则因为热量较高(尤其是桌上型计算机,至少都在30瓦以上),自然对流的散热量不足以带走废热,因此得利用到风扇驱动.至于更详细的各种芯片封装(package)制程,规格资料与散热量的关系(别忘了CPU也是一种封装,只是档次较高!),还有自然对流及强制对流在散热片设计上的考量差异性,我会在往后的篇幅中以专题的方式撰写.让各位不但对电子散热有所了解,更知道整条电子链的运作模式.看看它的公式吧!为什么说它最博大精深是有原因的.到了这儿,请千万小心,步步都是富贵险中求.殊不知多少江湖英豪;名门侠女都曾栽在这块看似山青湖静,实则风阴涛涌的领域(包括笔者都曾差点儿翻不了身).一则是从此开始.您才真正进入"散热"的大堂.一则是这里又多了一门至深至幻的学问叫做流体力学(Fluid Dynamic).我想试问各位一生中有多少次机会看到风扇是怎么吸空气;又是怎么把空气吹出来的?我们换个角度想,要让流体产生运动,一个必要的因素是什么?知其然,更要知其所以然,道行高的您或许已开始发出会心的一笑,还不了解的看官也别担心, 这运功炼气可是半点儿急不得.渐纳慢吐,气通任督灌丹田,才是习知之道.Q = H*A*ΔTQ 为热对流所带走的热量.H 为热对流系数值(Hest Transfer Coefficient).这里是笔者及数字高人讨论过后,一致公认散热领域内最虚无飘渺的一个参数了.它既不是材质特性,更不是什么散热标准.说穿了还真有点儿好笑.这是老祖先想破了头还是一无所知的情况下,直接写下的脚注.不信吗? 敢问诸位高手,只听过H是随着流体状态;流场形式;固体表面形状的影响而改变的"常数"值(例如:垂直方向的平板流H=10~20,最多是个H与速度的几次方成正比关系),从没看过哪一个方程式是可以解出H值的.(道道地地,不折不扣的"经验值"!!)A 代表热对流发生时的"有效"接触面积.这里我要再一次强调.表面积大只是好看,有效表面积也大那才够实在.至于什么是"有效",将来我会举一些活生生的实例给各位看,到时候可别合不拢嘴.散热片的变化无穷,主要在于它的鳍片设计,一个设计良好的鳍片.会内外兼顾,不但跟空气的接触表面积大,而且大的很实在.否则花那种冤望钱,不如自己做一块铜块盖上去不就好了吗?当然金属量产的加工制程上有一定的限制,不同的制造工艺各有其优缺点,有时设计者不得不作一些妥协与让步.ΔT代表固体表面与区域流体(Local Ambient)的温度差.这里就更惊险了.散热片的设计,一个不小心就会跌入这个要命的陷阱里,它跟上面的所谓"有效"接触面积还真有那么一点关系,我留一点儿空间先不说穿,让各位也想一想.为什么我说到了这儿才算真正开始处理散热问题.因为不论自然对流或强制对流,靠流体把热带走是现下最经济实惠的方式.殊不知地球大气运行时的妙用无穷,我们换一个角度想,能量守恒定律,或许您也能参详一二.周围尽是用不完的空气,不拿它来出出气,怎么说也是暴敛天物,您说是吗?下一次我们再谈另一个能量传递的方式(它也是"散热"的一员,只是平时韬光养晦,深藏不露,但发起威来,套句广告词~"凡人无法档").而且角色变化多端,非常有个性,也是笔者最喜欢的一个,请容我在此先搁笔.咱们下次再谈!散热,吸热,还是绝热重要?接下来介绍的,可又是散热的一名角儿.只是它的名气没"热对流"来的大,一般说来在主动式散热片(Active Cooler)的散热比例上占的份量也有限,所以大伙儿常忽略它.可是它在实际生活中扮演的角色可丰富了.您加热时绝对有它,散热时它也有份,当要绝热时,更不能没有它,更夸张的是,少了它,地球的生态环境瞬间就会失衡,看下去吧,向您郑重介绍……3.)热辐射(Radiation)若说上一招"热对流"是谓博大精深,那这一招可就真算得上是"清风拂山岗;明月照大江"的太极绝学了.待我解释完,您就知道我开头所述句句真言,绝无诳语.别看它又清风,又明月的.真发起来,那可是招招重手,决不留情.(您以为炎炎夏日太阳的热情是靠热传导或热对流招呼到您身上的吗?再举个更生活的例子,没用过也看过灯管式电暖气吧?再告诉您一个小秘密,笔者求学时就曾经利用180瓦的工地用卤素大灯两个煮三人份的火锅,不盖你,这些都得拜热辐射所赐!)这说完它加热的好处,我留一点篇幅稍后再解释它与散热,绝热的关系.让我们先把焦点转回它的原理上.有人曾问笔者,热辐射是不是放射性的a,b,g辐射波,您说呢?那可是对任何生物都会造成伤害性的辐射线耶!不要怀疑,虽不中亦不远矣,它们还真有血源关系呢,这一部份因为是笔者最喜欢的一种散热方式,也是当今能参透这门绝学的人少之又少(包括笔者也不是),是以笔者不得不一吐为快,交代清楚,以免让各位越看越模糊,热辐射是一种可以在没有任何介质(空气)的情况下,不需要靠接触,就能够达成热交换的传递方式.一种我戏称为"热数字讯号"(T hermal Digital Signal)的波的形式达成热交换.既然是波,那就会有波长,有频率,而所谓波的能量,就是频率乘上一个叫做普郎特的常数(Planck's Constant ),既然跟频率有关,那好,频率的大小依次是Gamma 射线,X射线,紫外线,可见光,红外线,微波…而热辐射能量就介于紫外线与红外线之间,所以还算排行老三呢,但光是如此就让你在7月中午的太阳下站不住五分钟了吧!其实您还得感谢地球上有大气层,空气和水分子,这些介质帮我们吸收掉了不少能量呢!好,咱们再回到主题,既然不需要介质,那就得靠物体与物体表面的热吸收性与放射性来决定热交换量的多寡.我们统称为物体表面的热辐射系数(Emissivity),其值介于0~1之间,是属于物体的表面特性,有一点儿像热传导系数(Conductivity) 都属于材料特性.(其实吸收性(率)与放射性(率)是一样的,我稍后解释.严格来说,物体表面的热辐射特性有三种,分别是吸收率,反射率和穿透率.这三者加起来的值和为1,像是玻璃,它的能量穿透性很强,所以相对的吸收性与反射性便较弱).让我们看一下它的公式吧Q =e˙s˙F˙Δ(T4)Q 为物体表面热幅热的热交换量.我在这儿强调是热交换量而不是带走的热量.因为公式本身牵涉到两个表面在进行辐射热交换,当假设其中一个表面不存在时,则存在的表面便假设是与某一有限远的固定大气温度进行热交换.e 物体表面的热辐射系数(Emissivity),其值介于0~1之间,是属于物体的表面材料特性,这一部分当物质为金属且表面拋光如镜时,热辐射系数只有约0.02 ~0.05而已,而当金属表面一但作处理后(如表面阳极处理成各种颜色亦或喷漆,则热辐射系数值立刻提升至0.5以上,如下图所示当散热片表面处理成绿色后,热辐射系数值立刻由0.03提升至0.82.处理前处理后而塑料或非金属类的热辐射系数值大部份超过0.5以上,s是波次曼常数5.67*10-8 ,只是一个常数.F是里面最玄的一个,洋文叫做Exchange View Factor,中文应该说成是辐射热交换的视角关系,它其实是一个函数,一个跟两个表面所呈角度,面积,及热辐射系数有关的函数.非常复杂,笔者在此不敢再写下去,以免各位看官承受不住.Δ(T4)最后这个算是最好说的,但也最容易被一般刚入江湖的年轻人弄错的.它正确的写法如笔者框红线所示,是(Ta4- Tb4)而不是(Ta- Tb) 4,.这其中Ta是表面a的温度而Tb是表面b 的温度。

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