散热器内部结构的改良设计
散热器的性能研究及优化设计
散热器的性能研究及优化设计散热器是一种用来散发热量的设备，广泛应用于电子设备、汽车、工业设备等领域。
在高温环境下，散热器能有效地降低设备的温度，维持其正常运行。
散热器的性能研究和优化设计对于提高设备的可靠性、延长设备寿命具有重要意义。
首先，研究散热器的性能可以从材料选择和形状设计两个方面入手。
散热器的材料选择应考虑其导热性能、机械强度和耐腐蚀性。
在导热性能上，铜和铝是常用的散热器材料，可以提供较好的导热性能；而在机械强度和耐腐蚀性上，不锈钢是一个较好的选择。
形状设计上，增加散热器的表面积可以提高其散热能力，可以采用数种形式的片状散热器，如鰤鱼鳃状、凸起状等。
其次，优化散热器的设计可以从流路优化和翅片结构优化两个方面着手。
在流路优化上，要考虑流动的均匀性和速度。
为了保证流体在散热器内部能够均匀流动，可以在散热器内部设置流道，使流体能够充分接触到散热表面，提供更大的散热面积。
流体的速度也是影响散热效果的重要因素，应该避免流体速度过高或过低，以避免流动过慢导致散热效率低，或者流体速度过高导致压降过大。
在翅片结构优化上，可以通过改变翅片的形状、尺寸和排列方式，增大翅片的散热面积，提高散热器的散热能力。
此外，可以通过增加散热介质的流动性来提高散热器的性能。
传统的散热器一般使用空气作为散热介质，但空气的导热性能较差，且热容量小。
可以考虑使用液体介质，如液冷散热器中使用的水或制冷剂，其导热性能和热容量要好于空气。
此外，还可以采用换热器和风扇辅助散热的方法，进一步优化散热器的设计。
最后，对于散热器的性能研究和优化设计可以采用实验方法进行验证。
可以设计实验平台，测试不同材料、形状、流量等条件下的散热器性能，通过实验数据来验证理论模型的准确性，进一步优化设计。
综上所述，散热器的性能研究和优化设计可以从材料选择、形状设计、流路优化、翅片结构优化以及散热介质流动性等多个方面入手。
通过对散热器的研究和优化，可以提高设备的散热能力，提高设备的可靠性和寿命。
新能源汽车高温环境下的散热器结构设计与优化
新能源汽车高温环境下的散热器结构设计与
优化
随着全球环境问题日益凸显，新能源汽车作为替代传统燃油汽车的主
要选择之一，受到了越来越多的关注和重视。
在新能源汽车的发展过程中，高温环境下的散热器结构设计与优化成为了一个关键的问题。
高温环境对新能源汽车的电池、电机等元器件都会造成不同程度的影响，因此如何有效地解决高温环境下的散热问题，成为了新能源汽车研发的一个重要方向。
首先，高温环境下的散热器结构设计需要考虑到汽车整体的工作环境
和使用条件。
在高温环境下，汽车各个部件的工作效率都会受到不同程度的影响，因此散热器的设计需要充分考虑到这些因素。
例如，散热器的位置及布局要能够有效地散热，同时不影响其他部件的正常工作，保证汽车的整体性能不受影响。
此外，散热器的材料选择也是非常重要的，需要考虑到耐高温、导热性能好等因素，以确保散热效果的最大化。
其次，针对高温环境下散热器的优化设计，可以采用一些新的技术手
段和方法。
比如，可以利用计算流体力学（CFD）仿真模拟技术，对散热器
的内部流场进行详细的分析和优化，以提高散热效率。
同时，可以采用新型材料或增加表面积等手段，提高散热器的散热效果。
此外，还可以结合汽车的整体设计，对散热系统进行综合优化，提高汽车在高温环境下的工作性能。
最后，高温环境下的散热器结构设计与优化是一个复杂而又具有挑战
性的问题。
在新能源汽车的发展中，如何有效地解决这一问题，将对汽车的整体性能和使用寿命产生重要影响。
因此，需要不断地进行深入研究和探索，结合新的技术手段和方法，以确保新能源汽车在高温环境下的散热效果达到最佳状态，为推动新能源汽车的发展贡献力量。
电热器件中的散热结构设计与优化
电热器件中的散热结构设计与优化随着科学技术的不断发展，电热器件在各个领域中的应用越来越广泛。
然而，随之而来的问题是电热器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能正确地进行散热，会导致电子元件温度升高，从而影响设备的性能和寿命。
因此，电热器件中的散热结构设计与优化成为解决这一问题的重要方向。
首先，对于电热器件的散热结构设计，需要考虑散热结构的形式和材料的选择。
散热结构的形式可以包括散热片、散热管、散热风扇等。
散热片是最常见的散热结构之一，其通过增大散热表面积来提高散热效果。
而散热管是一种通过导热原理将热量从热源传导到散热片上的装置，可以用于长距离传导热量的场景。
散热风扇则通过循环空气，加速热量的传递和散发，是一种常用的主动散热方式。
其次，材料的选择也是影响散热效果的重要因素。
散热结构通常选择具有良好热导性的材料，如铝合金、铜等。
这些材料具有优异的导热性能，可以快速将热量从热源传递到散热结构上，提高散热效果。
此外，散热材料的表面也应具有较大的散热表面积，以增加热量的散发面积，进一步提高散热效率。
在散热结构的优化过程中，需要考虑的因素还包括结构的尺寸、散热面积和热阻等。
首先，结构的尺寸应该与电热器件的尺寸相匹配，既要保证散热结构能够完全覆盖热源，又要尽量减小结构的体积，以满足电热器件的紧凑设计。
其次，散热面积应尽可能地增大，可以通过增加散热片的数量或增加散热管的长度来实现。
较大的散热面积可以提高热量的散发效率，从而降低瞬时温度升高的风险。
最后，热阻也是需要进行优化的因素之一。
通过选择合适的材料和设计散热结构，可以减小热阻，提高热量的传导速度，从而达到更好的散热效果。
另外，为了进一步提高电热器件的散热性能，可以考虑采用辅助散热手段，如风冷、水冷等。
风冷是利用风扇来增加空气流动，加速热量的散热；水冷则是通过水冷板将热量传递到水冷系统中，实现低温冷却。
这些辅助散热手段可以有效地降低器件温度，提高设备的稳定性和可靠性。
几种常见的散热器增强设计方法
几种常见的散热器增强设计方法
散热器增强设计是为了提高散热器的散热效率和性能，常见的
几种方法包括：
1. 增加散热片数量和密度，增加散热片的数量和密度可以增加
散热器的表面积，提高散热效率。
通过增加散热片的数量和密度，
可以增加散热器与空气之间的热交换面积，从而提高散热效果。
2. 使用高导热材料，散热器的材料对散热性能有很大影响。
使
用高导热材料可以提高散热器的导热性能，例如铜、铝等金属材料
具有良好的导热性能，可以提高散热器的散热效率。
3. 增加风扇数量和转速，在散热器上增加风扇可以增加空气流
动量，提高散热效率。
同时增加风扇的转速也可以增加散热器的散
热效率，但需要注意噪音和能耗的问题。
4. 使用热管技术，热管是一种高效的热传导元件，可以将热量
快速传导到散热器的散热片上，提高散热效率。
通过使用热管技术，可以有效地提高散热器的散热性能。
5. 优化散热器结构，通过优化散热器的结构设计，如增加散热器的散热面积、改变散热片的形状和布局等，可以提高散热器的散热效率。
总的来说，散热器增强设计方法包括增加散热片数量和密度、使用高导热材料、增加风扇数量和转速、使用热管技术以及优化散热器结构等多种途径，这些方法可以综合应用来提高散热器的散热效率和性能。
LED照明灯具散热器结构优化设计
LED照明灯具散热器结构优化设计摘要：随着LED照明灯具的普及，尤其是大功率LED照明灯的使用，散热性能的好坏成为了影响其稳定性及使用寿命的一大关键因素。
本文就LED照明灯具的散热问题进行了简要阐述，并对散热性能的影响因素进行了试验分析，最后对散热器结构的优化设计提出了一些建议，希望能为实际生产提供一定参考。
关键词：LED照明灯具；散热结构；优化设计1 LED照明灯具的散热问题LED发光的原理是大量活跃电子的运动将动能转化为光能，而在这一过程中很大一部分能量转变成热能，导致灯具内部温度上升。
LED灯内部温度对其亮度存在直接影响，温度越高，亮度越低，且温度高低直接影响灯具寿命，相关研究表明温度越高，寿命越短，美国Cree公司发布的一项实验表明，当灯具温度105?C时，寿命仅10000h，而温度65?C时，寿命可延长至90000h，因此如何有效散热成为当前研究的一大热点。
通常而言，灯具内部热量是通过热传导传递的，因此散热过程需要耗费较长时间。
长期处于工作状态的LED照明灯具，尤其是大功率灯具，会产生大量热量，在高温条件下，会对其电极引线、芯片等产生不利影响，进而影响灯具等使用寿命，因此，解决灯具散热问题的关键是尽快将热量传递出去，需要有效提高散热性能。
2 LED照明灯具散热性能的影响因素2.1 散热基板的影响图1和图2分别为有散热基板和无散热基板的散热器，在安装同样的PCB铝基板和芯片后在三种不同功率下进行模拟试验，得到的结果如表1。
该实验结果表明，有基板的散热器具有更好的散热性能，并且在功率大的时候具有更好的效果。
2.2散热器翅片的影响散热器翅片对散热器同样影响很大，影响散热效果的具体因素是散热有效面积的大小。
散热器翅片的长度、高度、厚度、以及翅片数目等能够影响总体散热有效面积，进而影响整体的散热性能。
以100W的LED路灯作为试验对象，散热外壳选择金属铝，研究上述参数对散热效果的影响。
采用宽度3mm，长度为15cm，翅片数为20的散热器翅片，在其余条件一致的情况下研究不同翅片高度与温度的关系，试验结果如图3所示，表明散热效果随着翅片高度的增加而有所提升，且翅片高度在0-30mm区间内的提升效果最明显，之后的散热效果提升不明显，说明翅片高度需要保持合理范围。
大功率 LED 灯散热器结构设计
大功率 LED 灯散热器结构设计1.1 大功率 LED 灯的主要散热方式。
大功率 LED 灯主要采用散热器进行散热，其采用的材料是导热率高的铝、铁、铜等金属材料。
在厚度与截面积等几何形状参数相同的情况下，铜的散热效果最佳。
但是，大部分的散热器普遍采用铝材，这是因为其散热性能优于铁，且成本远低于铜，另外重量也比铝、铜的轻。
为保证散热效果，应该保证散热器的表面平整光洁，其内部不得现气孔等制造缺陷。
另外，通常还在散热器的表面涂上一层辐射材料，便于减少散热器的外热阻。
1.2 影响大功率 LED 灯的相关因素1.2.1 散热翅片的位置。
由于散热翅片的高度、宽度以及间距基本相等，主要是长度、数量等方面的差别，因此散热器表面的翅片总体散热效果具有可比性。
从 LED 芯片的温度变化情况来看，芯片前、后、左、右四个侧面和上表面单独一个翅片的散热效果相比，散热器上表面的翅片散热效果要远远优于前、后、左、右四个侧面翅片的散热效果。
另外，芯片前、后、左、右四个侧面的散热效果相当。
散热器对称面两侧的翅片散热量要远大于单侧面翅片的散热量。
1.2.2 翅片的几何参数。
在翅片的几何高度达到一定的高度之后，翅片的散热效果增加就变得没那么明显，即在后续通过增加翅片高度的方式不能明显增加翅片的散热效果。
例如，某散热器的高度从 0.06m 增加到 0.01m 之后，每继续增加 0.02m 只能改善温度变化 2℃。
在翅片达到某一厚度之后，继续增加厚度将不能明显改善翅片的散热效率。
与此同时，LED 灯的温度变化会随着厚度的增加而会使得散热效果变差。
这主要是因为翅片厚度的增加使得翅片之间的间距缩短，阻滞了翅片之间空气流动带走的热量。
适当增加翅片长度可以有效降低 LED 灯的工作温度，但是当过度增加翅片长度时，将不能够保证热量完全传导至翅片的末端，使得翅片的热量传导受到限制，影响散热效果，反而使得散热器重量增加。
通常而言，保证散热翅片的长度与基体宽度比为 1：1时具有较好的传热效果。
改款车散热器框架结构的优化设计
改款车散热器框架结构的优化设计车辆散热器是车辆发动机的重要组成部分，其作用是将发动机所产生的热量通过空气散出去。
而散热器的效果直接关系到整个车辆的工作效率和安全性能。
因此，针对散热器框架的结构优化设计意义重大。
首先，散热器框架的结构优化可以改善其散热效果。
散热器框架是散热器的主要承重部分，同时也是热量传递的关键节点。
优化散热器框架的结构，可以增加其表面积，加强热量的传递和散发。
另外，还可以采用特殊材料，并且通过改变框架的形状和排布方式，使得散热器能够更好的吸收和散发热量，提高车辆的散热效率。
其次，优化散热器框架的结构可以提高车辆的安全性能。
现代车辆的发动机功率越来越大，因此需要更高的散热效率来保证发动机运转的可靠性。
而改款车散热器框架结构的优化设计可以有效的增加散热器的承载能力和耐腐蚀性能，提高散热器在车辆行驶过程中的安全性能。
此外，通过优化散热器框架的结构可以减轻车辆的重量。
对于现代车辆而言，轻量化一直是一个关注的重要话题，轻量化可以提高车辆的燃油效率和性能。
因此，通过优化散热器框架的结构设计，可以在保证散热效果的前提下减轻散热器的重量。
但是，改款车散热器框架结构的优化设计需要考虑多方面因素。
例如，散热器框架的结构设计需要符合车辆的整体设计，同时还需要考虑散热器框架与发动机、变速箱等其他零部件之间的协调和配合。
此外，优化散热器框架的结构设计还需要考虑到其生产和制造的成本因素，以保证其实际可行性和落地效果。
总之，改款车散热器框架结构的优化设计对于车辆的散热效果，安全性能和轻量化都有着重要的意义。
将来，随着科学技术的不断进步和发展，相信人们对于散热器框架的优化设计也将会不断地进行改进和提升。
高效散热结构优化方案
高效散热结构优化方案高效散热结构优化方案高效散热是许多电子设备和计算机系统设计中的重要考量因素。
散热结构优化方案可以帮助提升设备的热量传递效率，保证设备的稳定运行并延长其使用寿命。
下面是一份高效散热结构优化的步骤思路：第一步：了解散热需求首先，需要了解设备的散热需求，包括设备的功率消耗、工作环境温度和散热要求等。
这些信息可以帮助我们确定散热结构的设计目标，以便实现高效的热量传递。
第二步：考虑散热材料选择合适的散热材料对于优化散热结构非常重要。
常见的散热材料包括铜、铝以及热导率较高的陶瓷材料。
根据设备的散热需求，选择适当的散热材料可以提升热传导效率，从而提高散热性能。
第三步：设计散热结构根据设备的特点和散热需求，设计合理的散热结构是优化散热的关键。
可以考虑使用散热片、散热鳍片或者散热管等结构。
散热片和散热鳍片可以增加散热面积，提高热量传递效率。
而散热管则可以将热量从热源传递到散热器，进一步提升散热性能。
第四步：考虑风扇或散热风道在散热结构的设计中，风扇或散热风道的使用也是一个重要的考虑因素。
风扇可以提供空气流动，增加散热效果。
散热风道可以引导热风流动，进一步提高热量传递效率。
选择合适的风扇或散热风道可以有效降低设备的工作温度，提升散热性能。
第五步：优化散热结构在设计散热结构的过程中，可以使用计算流体力学（CFD）模拟工具进行仿真分析。
通过优化设计参数，如散热片或散热鳍片的形状和数量、风扇的位置和尺寸等，可以提升散热效果。
仿真分析可以帮助我们评估和比较不同设计方案的散热性能，选择最佳的优化方案。
第六步：实验验证与改进一旦完成了散热结构的设计优化，可以进行实验验证。
在测试中，可以使用温度传感器等设备监测设备的温度变化。
通过与仿真结果进行对比，评估设计的散热结构是否满足要求。
根据实验结果，对散热结构进行进一步改进，以达到更高的散热效果。
综上所述，高效散热结构优化方案需要考虑散热需求、选择合适的材料、设计合理的结构、使用风扇或散热风道、进行仿真分析以及实验验证与改进。
关于对传统散热器改进方案
关于对传统电脑散热片改进设计组员：彭国辉指导老师：无一、课题背景现市面上出现的电脑散热方式有以下几种：1、风冷扇散热，用途最广的散热方式也是最廉价的散热方式。
2、散热片散热，搭配风冷散热效果更好。
3、热管散热，1964由美国国家实验室发明，散热效果好，但是其技术复杂，成本高昂所以没有普及大面积使用。
4、水冷散热，采用液体作为导热体让热量更好的散发，效果好，但安装困难，且对主板不安全。
二、课题研究目的铜比热大，吸热容易散热难，遇到发热量提升的时候温度提升慢，但是很难凉下来。
铝散热比吸热快，可是热源温度高的时候铝散热片的温度提高也很快。
本设计就是针对此此现象加以利用，让铝板更好的散热，铜片更好的吸热。
现在市面出现的风扇、热管散热器由于价格偏高，所以不适合家用或者商用。
围绕这个问题在传统散热上加以设计，让传统散热器发挥更好的散热，并且降低铜质散热器制作工艺复杂性。
三、课题研究方法散热片散热方式，散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等，如电脑中CPU中央处理器要使用相当大的散热片，电视机中电源管，行管，功放器中的功放管都要使用散热片。
一般散热片在使用中要在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使元器件发出的热量更有效的传导到散热片上，在经散热片散发到周围空气中去就散热片材质来说，每种材料其导热性能是不同的，按导热性能从高到低排列，分别是银，铜，铝，钢。
不过如果用银来作散热片会太昂贵，故最好的方案为采用铜质。
虽然铝便宜得多，但导热性就没有铜的好（大约只有50%）。
四、课题研究过程目前常用的散热片材质是铜和铝合金，二者各有其优缺点。
铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大（很多纯铜散热器都超过了CPU对重量的限制），热容量较小，而且容易氧化。
而纯铝太软，不能直接使用，都是使用的铝合金才能提供足够的硬度，铝合金的优点是价格低廉重量轻，但导热性比铜就要差很多。
油浸式变压器热管散热器结构优化设计
油浸式变压器热管散热器结构优化设计摘要：作为电网系统的核心设备，油浸式变压器起到非常重要的作用。
随着电网负载功率的增加，变压器容量也不断提升，其发热问题也越来越突出，如散热不好很容易引起变压器故障，威胁电网稳定运行。
因此，油浸式变压器散热问题越来越受到重视。
本文通过优化热管角度、翅片结构提高油浸式变压器热管散热器散热性能，同时可以降低噪音、减小变压器，对于确保变压器稳定运行具有非常重要的意义。
关键词：智慧油浸式变压器；热管；散热器；结构优化变压器在电能输送、电能分配等方面起到非常关键的作用。
目前大多数并网的变压器为油浸式，散热方式多采用油循环散热，所用的翅片式散热器使得变压器体积难以缩小，增加了运维难度，而且翅片式散热器散热效率低，导致变压器油常因油温升高而降低绝缘性能。
此外，传统油浸式变压器需安装在地下，造成散热困难，危及电网安全。
本文以30kVA油浸式变压器作为实验平台，研究热管散热器结构，旨在解决油浸式变压器散热不良的问题。
1热管散热器结构设计思路现阶段投入使用的油浸式变压器热管散热器可以快速高效地将散发热量，但结构复杂或者未有效降低空气侧的传热热阻。
因此，本次设计的热管散热器结构需要满足成本低、结构简单、易加工、安装方便、稳定性好，安装难度小、空气侧传热热阻低等要求。
基于以上要求本次设计采用圆管状热管，热管呈弧形，夹角稍稍大于90°，选择此类热管主要是因为圆管产量大，易获取，可选范围广，价格较低，且安全肋片很方便，热管弯成弧形是为了在热管热端插入油箱后冷端保持水平，使冷端散热片接近垂直，使得空气与翅片之间的自然对流充分，空气侧的对流传热系数最大化，热阻降低。
热管弯曲角度略大于90°，在重力作用下，热管中的冷凝工质可以从冷端顺利返回热端。
由于热管必须安装在变压器周围，如仅使用重力热管，则需要变压器保持水平否则热端的冷凝工质无法返回热端，因此，本次设计在热管上安装毛细管芯，促使冷凝工质回流。
散热器优化设计方法(自然对流)
散热器优化设计质量轻，散热好，是我们对散热器优化设计的一种追求。
当你认真看完本文，你对散热器的优化设计，必有一个更好的理解和提升。
产品设计，由于外观、空间、尺寸有一定限制，我们把相同热功率，相同空间体积，结构相近的散热器，质量轻、散热好的结构，称之为散热器优化设计。
材料散热涉及传导、对流、辐射交叉进行，对于非热学专业技术人员，难以通过理论计算，精确做到散热器优化设计，但我们可以通过软件仿真，从大量分析数据中，找到散热器优化设计的规律。
对于在空气中散热，自然对流的散热器，常见的散热片有两种，一种是相等间距的散热片，如下图A所示(其他形状同理)；另一种是非相等间距的散热器，如图B所示(其他形状同理)。
散热片在垂直方向对空气阻挡，结构有三种，一种是有底板完全阻挡散热片空气流动，如图A所示；一种上下透通，完全没有底板阻挡散热片空气上下对流，如图B所示；第三种是有底板半阻挡散热片的空气上下对流，如图C所示，介于A和B之间。
本文选择散热器A和散热器B为研究对象，分析总结质量轻、散热好的散热器设计方法。
研究结果同样适用于散热器C。
散热器有辐射和传导因素，但对流占据主导地位。
A B C选择LED做热源，环境温度Ta 25℃，散热器直径60mm，散热片厚度统一1.5mm，高分别10mm、30mm、60mm、120mm，热功率分别7W、10W、15W、20W.对散热器A和散热器B，分别改变散热片的间距，如下图绿色线间距，分析温度和重量的变化，寻找散热器优化设计的规律。
重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度2.15625mm219.2G60mm散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片间距散热片重量散热片高度10.2mm88.9G60mm重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度6.85714mm195.3G120mm散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度24片 6.34mm32.2G10mm76.42℃散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度7.05mm185.3G60mm散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度14.1mm146.4G60mm17.1mm138.6G60mm重量快速下降温度快速下降重量缓慢下降温度相对稳定重量缓慢下降温度快速上升散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片间距散热片重量散热片高度Tc点温度7.05mm185.3G120mm散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度11.88mm308.4G120mm散热片数量散热片间距散热片重量散热片高度散热器优化设计总结：放置空气中，自然对流散热的散热器，从重量轻、散热好角度考虑：对于A型和C 型散热器，以及高度小于30mm的B型散热器，散热片间距选择6mm—7mm最合理。
散热器优化结构
散热器优化结构散热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业和家庭中，用于散热或冷却。
在许多领域中，如电子、汽车和航空航天等，散热器的性能和效能至关重要。
因此，对散热器的结构进行优化和改进具有重要意义。
本文将探讨散热器优化结构的原因、方法和效果。
一、散热器结构优化的原因散热器的结构优化主要基于以下几个原因：1. 效率提升：通过优化结构，散热器能够更有效地对传导、对流和辐射进行热传递，提高热交换效率。
2. 空间利用：优化的散热器结构能够更好地利用给定的空间，提高散热性能，并且在特定应用场景中占用较小的空间。
3. 降低成本：通过优化结构，散热器可以通过减少材料和加工成本来降低制造成本，提高生产效率。
二、散热器结构优化的方法在进行散热器结构优化时，可以采用以下方法：1. 流体力学模拟：利用计算流体力学（CFD）软件对散热器进行模拟，通过改变散热器的结构参数，如导热管的形状、间距和角度等，来优化散热器的热传递性能。
2. 材料选择：选择高导热性能的材料，如铜、铝等，并通过优化散热器结构的联系方式，如焊接、铸造等方法，来提高热传递效率。
3. 翅片设计：优化翅片的形状和尺寸，如增加翅片的数量和长度，改变翅片的形状和间距等，来增加热传递表面积和对流换热。
4. 冷却风扇：通过优化风扇的转速和叶片的形状，来提高对流散热效果。
5. 散热器管路设计：通过优化管路的布局和结构，如改变导管的直径和弯曲程度，来提高散热器的热传递效果。
三、散热器结构优化的效果优化散热器结构可以带来以下效果：1. 提高热传递效率：通过优化散热器的结构，散热器能够更有效地将热量从热源散发出去，提高热交换效率。
2. 降低温度：优化散热器结构可以有效降低散热器的工作温度，保护设备不受过热的影响，延长设备的使用寿命。
3. 节能环保：优化散热器结构可以减少能源的消耗，达到节能和减排的目的，对环境友好。
4. 提高产品竞争力：优化散热器结构可以提高产品的性能和可靠性，提高产品在市场上的竞争力。
CPU散热器的改良方法
CPU散热器的改良方法为了迎接即将到来的炎炎夏日，避免爱机在高温下死机，可以对自己的CPU散热器进行小小的改良，争取在付出最低成本的前提下得到最好的散热效果。
CPU核心发出的热量从CPU的铜盖导出之后，首先经过散热器的底座进行吸收，然后传递到散热器的铜制或者铝制散热片上，再由风扇带来的气流把热量带走。
因此散热器的散热效果取决于很多因素：散热器底座的材料、散热器底座与CPU的接触面积、散热器的鳍片面积、风扇排风量和风压等等。
其中我们DIY玩家能够进行简单改良的，主要有两部分：散热器底座与CPU的接触面积以及散热器配套的风扇。
一、打磨散热器底座从表面来看，散热器底座与CPU的物理接触面积是不变的(因为CPU顶盖大小固定)，但有效接触面还是有提升空间的，可以人为进行改进。
这里解释一下，所谓的物理接触面积是指散热器底座视觉上的实际面积，而如果底座的接触面非常粗糙，并无法与CPU铜盖紧密接触，那么有效的接触面积就会大打折扣。
因此在实际应用中，我们都会使用散热膏涂抹在散热器底座与CPU铜盖之间，以填充底座与铜盖接触面之间的微小空隙，增强热传递效果。
如果接触面越粗糙，那么空隙越大，需要的散热膏也越多。
即使目前最优质的含银散热膏或者号称纳米技术散热膏，其导热性能都无法与金属铜相比。
因此我们散热器改良的第一个方法，就是对散热器底座铜面(铝面也一样)进行打磨，使其尽可能的平滑，那么接触面的空隙就更小，热传递效果会更好。
操作步骤步骤1：首先用干净的湿抹布把散热器底座铜面清洗干净。
步骤2：轻轻在底座铜面(或铝面)上涂抹少许抛光液，因为抛光液具有刺激性，建议操作时戴上口罩和手套。
步骤3：把砂纸排好顺序，先从小号1000#的开始使用。
注意打磨的方向，应保持一个水平方向打磨数次之后，再从垂直于原来打磨线的方向继续打磨数次，然后再升级到大一号的砂纸，最后用5000#极细的砂纸反复轻轻研磨，一直打磨到铜底出现类似“镜面”的效果。
针肋式散热器水道结构参数的优化设计
1引言
在石油资源枯竭加速、环境污染加重、高油价居高不下的情况下，作为石油消费的大国，走可持续发展道路、发展新能源汽车已成为我国的迫切任务。控制器作为电动汽车的逆变器，逆变器与现代电力电子装置密不可分，作为控制器的核心部件，这就要求电力电子装置具有高可靠性、高功率密度、高效率。IGBT是电力电子装置中的大功率器件，正常工作时散发大量的热量，控制器中的大量电子器件受温度影响特别大，温度过高就会严重影响电子器件的可靠性，因此，如何有效的把IGBT产生的热量带走是一个非常关键的问题。实际中对一个优化问题的处理，主要有两个步骤：首先要把工程设计问题转化成数学模型；然后按照数学模型的特点选择优化方法及其计算程序，作必要的简化和加工，用计算机求得最优 。本文中IGBT的冷却是通过水冷散热器来实现的，结构采用针肋式，研究发现散热器的热阻对散热器的效率影响特别大，而热阻又与散热器的结构密切相关，因此，如何优化散热器的结构参数对于提高散热器的效率显得尤为重要。方案
（3）通过理论计算与仿真结果的验证，要想提高散热器的效率，可以通过减小d、增大s来实现，而l对散热器的效率影响不大，从而为实际设计起到指导作用。
参考文献
[1]褚洪生，杜增吉，阎金华等.MATLAB7.2优化设计实例教程指导.北京：机械工业出版社，2007.
[2]陈立周.机械优化设计方法.北京：冶金
工业出版社，1995.
由于最优化问题在近些年来得到了广泛的应用，MATLAB工具函数也有了飞速的发展。利用MATLAB的优化工具箱，可以求解线性规划、非线性规划和多目标规划问题。具体而言，包括线性、非线性最小化、最大最小化线性、二次规划等。另外，该工具箱还提供了线性、非线性最小化等问题中大型课题的求解方法，为优化方法在工程中的实际应用提供了更方便快捷的途径。
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中国矿业大学艺术与设计学院
工业设计工程基础课程设计选题报告
姓名：学号：
专业：工业设计班级： 09级3班
设计题目：散热器内部结构的改良设计
时间： 2011年5月
指导教师：
2011年5月
目录
选题的意义 (2)
已有产品情况 (3)
典型产品的设计分析 (4)
改良或创新设计方案 (8)
时间进度表 (14)
参考文献 (15)
一、选题的意义
CPU作为一个电子计算机的核心，包括运算和控制，而且现在的集成度已经越来越高，电脑中的所有操作都由CPU负责读取指令，对指令译码并执行指令，这个核心部件随着科技研发的进步已经成长成为热量高温高度集中的一个核心区域，而且有很大一部分DIY玩家或热爱硬件的朋友都喜欢超频，但是超频效果越好，CPU的温度热量就越大，所以对CPU进行散热便是正常使用电脑和进行超频的必备硬件，缺一不可，而随着CPU集成度的密集和提高，对CPU散热也是大势所需，必须要做的事情。
如今，显卡的功耗已经大有超越CPU之势，因此显卡的散热系统已经成为显卡做工好坏的评判标准之一。
目前高端显卡由于发热量较大，因此对散热的要求也格外严格，正值暑假之时，不少玩家反映显卡满载运行时，温度可达70～80度，而待机时也接近40度。
由此可以看出，显卡散热系统绝不是简单的散热片+散热风扇就可应付的。
二、已有产品或相关产品的情况
三、典型产品的设计分析
散热风扇的原理
原理：
风扇的工作原理是按能量转化来实现的，即：电能→电磁能→机械能→动能。
其电路原理一般分为多种形式，采用的电路不同，风扇的性能就会有差异。
风扇在CPU风冷散热装置中起主动散热的核心作用。
风扇本身的效能不佳，制作工艺不精，会导致散热片局部过热，不停烤烧风扇本身的材质塑料，继而引起风扇变形，转速下降的恶性循环，更严重的时候，会发生风扇停转，马达电路短路，烧毁CPU甚至引起起火的事故。
轴流式风扇的组成：
扇框、扇叶、轴承、PCB控制电路、驱动电机
轴流式扇叶
气流出口方向与轴心方向相同
离心式扇叶
利用离心力作用将气流沿着叶片向外甩出
当两个元件有相对运动时广义来说就构成了轴承，轴承（bearing）是用来支撑，减少摩擦以及承受负载的装置，它与其他的旋转机件有面、线或点的接触，而摩擦则随接触面的相对运动而产生。
尽量减少摩擦与磨损同时占越少的空间与便宜的价格，是被期待的。
现在市面上的轴承大要可分为滑动接触轴承(sliding contact bearing)和滚动接触轴承(rolling contact bearing)以及自润轴承（Sleeve Bearing）。
下图展示了简易的滑动轴承和滚动轴承的摩擦形势，可得出结论：滑动接触摩擦更易损坏风扇材质。
自润轴承（Sleeve Bearing）：也被称作含油轴承。
其工作原理主要是由于轴承中的转杆在润滑剂的作用下，在轴床中转动时，由于毛细作用，与周围只会有点接触，使得摩擦力减到了最小，保证了工作时的稳定性。
自润轴承的问题在于它对润滑剂的依赖性极大，当润滑剂量不足或粘稠性不佳时，轴承很容易出现老化，致使风扇转速下降，或发出异常噪音，因此整体寿命不长。
滚珠轴承（( roller Bearing）：它的结构也并不复杂，在两个硬质金属环中间，置有由轴笼固定住相对位置的一系列金属圆柱，轴笼和金属圆柱之间加有润滑剂。
这样轴承在转动的时候，圆柱与转动轨道之间的
接触面极小，只要有少量的润滑物质，整个轴承的结构就能够保持较长时间的寿命，并保持良好的性能。
相比之下，虽然自润轴承保养起来比较简单，但是如果想达到与滚珠轴承相同的转动性能，就需要比较复杂的内部结构设计，这无形中就提高了风扇制造的成本，不适合大规模生产。
另外如果轴承出现问题的话，滚柱轴承往往能有比较明显的先期预兆，如转速下降、噪声等；而自润轴承的故障往往难以预料。
因此，大家在市场上看到最多的还是使用滚柱轴承传动的风扇。
当前市
场主要产品
使用的材料
有两种：金
属或者塑
料。
四、改良或创新设计方案
首先需要改良的是扇叶的形式。
轴流式扇叶和离心式扇叶都过于单一，并且方向的限制是散热达不到很好的效果。
因此决定结合两者的优势，采用斜流式扇叶。
斜流式扇叶充分结合轴流式扇叶和离心式扇叶的优点，如下图所示
斜流式扇叶
拥有轴心方向和叶面方向两种气流方式
其次是轴承方式的改进，自润轴承和滑动轴承都易损坏机体本身，或是操作不方便和噪音过大。
滚珠轴承在运转时, 滾珠轴承的滚珠与内环,外环及上下分隔承件有间隙,在內部空间里,当沒有任何外力施加在滚柱轴承时,造成滚珠在自由空间运作,形成撞击等不规律的现象,而产生噪音,为消除噪音撞击等不规律的现象，在滚珠轴承的轴向施与适当的力量，将轴向间隙减少而达到降低噪
音的效果。
这样轴承在转动的时候，圆球与转动轨道之间的接触面极小，只要有少量的润滑物质，整个轴承的结构就能够保持较长时间的寿命，并保持良好的性能。
因此采用滚珠轴承结构。
同时，液态轴承风扇是用油膜取代滚珠轴承里的钢珠，转动时不会有金属接触，因此噪音和发热量均大幅下降，理论上无磨损。
用油膜代替钢珠还使得轴承能有效吸收外来震动，保护轴承表面，从而大大增加了轴承所能承受的撞击力。
它所产生的噪音是所有风扇中最小的一种，寿命最长，转速最高，散热效果也最稳定。
材质的改进：金属的导热性好，当然，金属还是可以更好地将散发出来的热量吸收并扩散出去。
另外金属一般比较重，而且由于制造时工艺要求较高，一旦做工不够精细，极易成为伤人的利器。
塑料材质一般比较轻便，硬度也较高，很多工程塑料的强度甚至超过金属。
出于成本及轻便的考虑，塑料散热应该普及。
总体的改进方式希望能对现在的产品有所作用。
五、时间进度表（2011年）
1、改进方向的确定……………………………………5.3-5.5
2、市场产品的分析……………………………………5.6-5.8
3、典型产品材料整理…………………………………5.9-5.11
4、相关产品的书籍翻阅………………………………5.12-5.14
5、典型产品的分析……………………………………5.15
6、改良方案的确定……………………………………5.16
7、改良方案的优化……………………………………5.17-5.18
8、建模…………………………………………………5.19
9、改良方案的分析解说…………………………………5.20-21
10、课程设计的撰写………………………………………5.22-5.24
六、参考文献
工业设计工程基础阮宝湘
工业设计机械基础阮宝湘
设计构成袁涛
产品造型设计材料与工艺赵占西
产品设计与实现佘玉亮。