强迫风冷散热器设计计算

散热器散热量计算

散热器散热量计算散热器散热量计算00散热量是散热器的一项重要技术参数，每一种散热器出厂时都标有标准散热量（即△T=64.5℃时的散热量）。

但是工程所提供的热媒条件不同，因此我们必须根据工程所提供的热媒条件，如进水温度、出水温度和室内温度，计算出温差△T，然后根据各种不同的温差来计算散热量，△T的计算公式：△T＝（进水温度+出水温度）／2-室内温度。

现介绍几种简单的计算方法：（一）根据散热器热工检验报告中，散热量与计算温差的关系式来计算。

在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定，△T可根据工程给的技术参数来计算，例：铜铝复合74×60的热工计算公式（十柱）是：Q=5.8259×△T （十柱）1.标准散热热量：当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时：△T =（95℃+70℃）/2-18℃=64.5℃十柱散热量:Q=5.8259×64.5 =1221.4W每柱散热量1224.4 W÷10柱＝122 W／柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时：△T =（80℃+60℃）/2-18℃=52℃十柱散热量:Q=5.8259×52 =926W每柱散热量926 W÷10柱＝92.6W／柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时：△T =（70℃+50℃）/2-18℃=42℃十柱散热量:Q=5.8259×42 =704.4W每柱散热量704.4W ÷10柱＝70.4W／柱（二）从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量：我们先在横坐标上找出温差，例如64.5℃，然后从这一点垂直向上与曲线相交M点，从M点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点，就是它的散热量（W）。

（三）利用传热系数Q=K·F·△T一般来说△T已经计算出来，F是散热面积，传热系数K，可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的，这种计算方法一般用在还没有经过热工检验，正在试制的散热器中。

强迫风冷散热器计算工具

膨胀系数℃-1β*10^6
动力黏度Pa.s μ*10^6
40 1.013 1.128 1005 16.96 0.699 2.76
3.19
19.1
45 1.013 1.110 1005 17.46 0.699 2.80
3.15
19.4
50 1.013 1.093 1005 17.95 0.698 2.83
40 45 1.013 1.128 1005 16.96 0.699

3.19 19.1
风机参数进出风口空气△t 计算风量 [m3/min.] 计算风量 [CFM] 风机风量 [m3/min.] 风机风量 [CFM] 风机静压 [Inch.H2O] 风机风量q1 [m3/min.]
风机静压P1 [Pa]
10 45.94 1623 46.38 1638 4.02 46.38
0
42 120 1001
31.5
0.773 -27.4 1270.7
0.0
20.23 714 0.337 2.88 717 13.7
层流/紊流选择需进行规划求解需输入参数
空气参数全管长平均温度Tf ℃ 气压100kpa 空气密度ρ kg/m3 比热容J/(kg.k) 运动粘度m2/s ν*10^6 普朗特数Pr 导热系数W/m.℃ λ*10^2
Nf
导热系数W/m.℃ λ de [m] 导热侧面积A1 [m^2] 对流换热面积A2 [m^2] 翅间面积A2 [m^2] 翅片面积A2 [m^2] 通风面积A0 [m^2]
521 300 78 63 15
1 3
131
208 0.0057
0.16
5.11
0.12 4.99 0.02

风冷散热设计及验算方案

风冷散热设计及验算方案一、散热器的选配1、选用散热器的依据电力半导体器件（以下简称器件）的耗散功率、热阻（结壳热阻与接触热阻之和）和冷却介质的入口温度等，是选用散热器的基本依据。

器件被应用在各种各样的工况，在选用散热器时应该正确识别散热器、绝缘件和紧固件的型号和含义，了解不同散热器的散热能力和范围。

通常，一种器件仅从参数看，可能有两、三种散热器都能满足要求，但应结合自己的应用情况，诸如：冷却、安装、通用互换和经济性来综合考虑选取一种最佳的散热器。

2、散热器选用计算方法散热器的配置目的，是必须保证它能将元件的热损耗有效地传导至周围环境，并使其热源即结点的温度不超过j T ，取环境温度a T ，用公式表示为：P Q < ‥…‥…‥…‥…① ()/j a Q T T R =-‥…‥…②其中：P ，元件的损耗功率；Q ，耗散功率，散热结构的散热能力；j T ，元件工作结温，即元件允许的最高工作温度极限，取j T =125°C ； a T ，环境温度，水冷时规定为35°C ，风冷时规定为40°C 。

R ，热阻，热量在媒质之间传递时，单位功耗所产生的温升； jc cs sa R R R R =++‥…‥…③jc R ，结点至管壳的热阻，Rjc 与元件的工艺水平和结构有很大关系由制造商给出，范围一般为 0.8～2.0 K/W ；cs R ，管壳至散热器的热阻，与管壳和散热器之间的填隙，介质接触面的粗糙度平面度以及安装的压力等密切相关，影响接触热阻的因素较多，迄今没有一个普遍适用的经验公式加以归纳，因此工程设计中都是根据实验或参考实测数据来选择接触热阻，表1为某些典型接触面的接触热阻值；sa R ，散热器至空气的热阻，是散热器选择的重要参数，它与材质材料的形状和表面积体积以及空气流速等参量有关。

综合①②③，得到：()/sa j a jc cs R T T P R R ⎡⎤<---⎣⎦‥…‥…④参见（JB/T9684-2000 电力半导体器件用散热器选用导则）根据④式计算的热阻值，如果选用标准散热器，则查询散热器标准（GB/T8446.1电力半导体器件用散热器），标准中热阻值与sa R 计算值相同，或小于又接近于计算值的散热器即为所选用的散热器；如果为非标准型散热器，需要厂家提供散热器的热阻，该热阻值应小于sa R （并且比较接近）。

icepak应用分析-强迫风冷散热器

icepak应⽤分析-强迫风冷散热器应⽤icepak分析强迫风冷散热器1 引⾔本⽂所叙述的风冷散热器，总功率为500W，设计进风温度为50℃，要求冷板最⾼点温度≤85℃，由于条件较苛刻，因此对散热器设计提出了较⾼的要求。

我们⾸先⽤⼀般数学计算⽅法（借助计算机）对散热器进⾏计算，得到较佳的散热器参数（散热齿⾼度、厚度、间距）及需要的风量，初选风机；然后⽤专业热分析软件icepak建⽴模型、进⾏仿真分析；最后⽤了散热器优化软件Qfin对散热器进⾏了优化，再根据优化结果，确定散热器参数。

本⽂叙述了对散热器进⾏分析、优化的过程和结果，通过这些软件的综合应⽤、相互映证，可以提⾼计算精度、优化结构参数，使散热器满⾜设计要求，并尽量达到最佳的散热效果，提⾼设备可靠性。

2 组成与结构散热器的组成与结构如图1所⽰。

图1 散热器结构该散热装置主要由以下部分组成：发热器件两个，散热器，风机两个，通风风道。

处于散热器上⾯的为发热器件1，总功率为400W，主要集中在前⾯，即前⾯部分360W，其余部分40W；处于散热器下⾯的为发热器件2，功率100W，均匀分布。

3 确定散热器基本参数根据已知条件、借助经验设定散热器尺⼨参数、风机风量，通过公式对散热器性能进⾏计算，可得到散热器基板平均温度，然后根据计算结果调整尺⼨参数及风量，再计算，通过反复⼏次计算就可以得到⼀组满⾜散热条件、且散热性能较好的散热器参数，并选定风机。

4 icepak计算模型根据散热器结构及初步计算、分析得出的散热器参数，建⽴icepak计算模型如图2所⽰。

openingFan1Fan2图2 icepak计算模型计算模型包括以下部分：a.热源(sources)：发热器件1简化成两个热源，⼀个为360W（source 1），尺⼨60mm×120mm，另⼀个为40W（source 2），尺⼨60mm×180mm,此两个热源紧贴在⼀个块(block 1)上，block 1紧贴在散热器的散热齿顶⾯；发热器件2简化成⼀个热源（source 3），功率100W，尺⼨150mm×330mm，紧贴散热器基板上。

散热器的计算公式

散热器的计算公式
散热器是一种用来散发热量的设备，广泛应用于各个领域，包
括建筑、工业、汽车等。

计算散热器的散热能力对于确保设备正常
运作非常重要。

以下是一些常用的散热器计算公式。

1. 热功率计算
散热器的主要功能是散发热量，因此计算热功率是散热器设计
的关键。

热功率可根据以下公式计算：
热功率 (W) = 热量传导系数 (U) ×温度差(ΔT) × 表面积 (A)
其中，热量传导系数是指散热器材料的热导率，温度差是散热
器表面的温度与周围环境温度之差，表面积是指散热器的外表面积。

2. 散热器尺寸计算
散热器尺寸的计算涉及到散热片的数量和间距。

以下是一些常
用的散热器尺寸计算公式：
- 散热片数量 (N) = 热功率 (W) / 单个散热片的散热能力 (Q)
其中，单个散热片的散热能力可由散热片的热导率 (K) 和表面积 (A) 计算得出。

- 散热片间距 (D) = 散热器高度 (H) / (散热片数量 (N) - 1)
3. 散热器材料选择
散热器材料的选择是散热器设计中的另一个重要因素。

常用的散热器材料包括铝、铜、不锈钢等。

根据散热需求和成本考虑，选择适当的材料是非常关键的。

4. 其他因素考虑
除了以上的计算公式外，散热器设计还需要考虑其他因素，例如流体流量、风速、散热器的布局等。

这些因素会对散热器的散热能力产生影响，需要进行综合考虑。

综上所述，散热器设计的计算公式涉及热功率、散热器尺寸、材料选择等因素。

根据实际需求合理使用这些公式可以确保散热器的有效运作。

风冷散热的设计与计算

风冷散热的设计及计算风冷散热原理：散热片的核心是同散热片底座紧密接触的，因此芯片表面发出的热量就会通过热传导传到散热片上，再由风扇转动所造成的气流将热量“吹走”，如此循环，便是处理器散热的简单过程。

散热片材料的比较：现在市面上的散热风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。

学过物理的人应该都知道铝导热性并不是最好的，从效果来看最好的应该是银，接下来是纯铜，紧接着才会是铝。

但是前两种材料的价格比较贵，如果用来作散热片成本不好控制。

使用铝业也有很多优点，比如重量比较轻，可塑性比较好。

因此兼顾导热性和其他方面使用铝就成为了主要的散热材料。

不过我们使用的散热片没有百分之百纯铝的产品，因为纯铝太过柔软，如果想做成散热片一般都会加入少量的其他金属，成为铝合金(得到更好的硬度)。

风扇：单是有了一个好的散热片，而不加风扇，就算表面积再大，也没有用！因为无法同空气进行完全的流通，散热效果肯定会大打折扣。

从这个来看，风扇的效果有时甚至比散热片还重要。

假如没有好的风扇，则散热片表面积大的特点便无法充分展现出来。

挑选风扇的宗旨就是，风扇吹出来的风越强劲越好。

风扇吹出来的风力越强，空气流动的速度越快，散热效果同样也就越好。

要判断风扇是否够强劲，转速是一个重要的依据。

转速越快，风就越强，简单看功率的大小。

轴承：市面上用的轴承一般有两种，滚珠轴承和含油轴承，滚珠轴承比含油轴承好，声音小、寿命长。

但是滚珠轴承的设计比较难，其中一个工艺是预压，是指将滚珠固定到轴承套中的过程，这要求滚珠与轴承套表面结合紧密，没有间隙，以使钢珠磨损度最小。

通常在国内厂家轴承制造中，预压前上下轴承套是正对的，因为钢珠尺寸与轴承套尺寸肯定会存在一定误差，所以在预压受力后，滚珠同轴承套之间总有5—10微米的间隙，就是这个间隙，使得轴承的老化磨损程度大大增加，使用寿命缩短。

同样过程，在NSK公司的轴承制造中，预压时上下轴承套的会有一个5微米左右的相对距离，这样轴承套在受压后就会紧紧的卡住滚珠，使其间的间隙减小为零，在风扇工作中，滚珠就不会有跳动，从而使磨损降至最小，保证风扇畅通且长久高速运转。

艾默生电子设备强迫风冷热设计规范.

电子设备的强迫风冷热设计规范2004/05/01发布2004/05/01实施艾默生网络能源有限公司修订信息表目录目录 (3)前言 (5)1目的 (6)2 适用范围 (6)3 关键术语 (6)4引用/参考标准或资料 (8)5 规范内容 (8)5.1 遵循的原则 (8)5.2 产品热设计要求 (9)5.2.1产品的热设计指标 (9)5.2.2 元器件的热设计指标 (9)5.3 系统的热设计 (9)5.3.1 常见系统的风道结构 (9)5.3.2 系统通风面积的计算 (16)5.3.3 系统前门及防尘网对系统散热的影响 (17)5.4 模块级的热设计 (17)5.4.1 模块损耗的计算方法 (17)5.4.2 机箱的热设计 (17)5.4.2.1 机箱的选材 (17)5.4.2.2 模块的通风面积 (17)5.4.2.3 机箱的表面处理 (18)5.5 单板级的热设计 (18)5.5.1 选择功率器件时的热设计原则 (18)5.5.2 元器件布局的热设计原则 (18)5.5.3 元器件的安装 (19)5.5.4 导热介质的选取原则 (19)5.5.5 PCB板的热设计原则 (20)5.5.6 安装PCB板的热设计原则 (22)5.5.7 元器件结温的计算 (22)5.6 散热器的选择与设计 (25)5.6.1散热器需采用的强迫冷却方式的判别 (25)5.6.2 强迫风冷散热器的设计要点 (26)5.6.3 风冷散热器的辐射换热考虑 (28)5.6.4 海拔高度对散热器的设计要求 (28)5.6.5 散热器散热量计算的经验公式 (28)5.6.6强化散热器散热效果的措施 (29)5.7风扇的选择与安装的热设计原则 (29)5.7.1多个风扇的安装位置 (29)5.7.2风扇与最近障碍物间的距离要求 (29)5.7.3消除风扇SWIRL影响的措施 (30)5.7.4抽风条件下对风扇选型的限制 (31)5.7.5降低风扇噪音的原则 (31)5.7.6解决海拔高度对风扇性能影响的措施 (32)5.7.7确定风扇型号的方法 (33)5.7.8吹风与抽风方式的选择原则 (33)5.7.9延长风扇寿命与降低风扇噪音的措施 (34)5.7.10风扇的串列与并联 (34)5.8防尘对产品散热的影响 (37)5.8.1抽风方式的防尘措施 (37)5.8.2吹风方式下的防尘措施 (37)5.8.3防尘网的选择方法 (37)6 产品的热测试 (38)6.1 进行产品热测试的目的 (38)6.2 热测试的种类及所用的仪器、设备 (38)6.2.1温度测试 (38)6.2.2速度测量 (39)6.2.3流体压力的测量 (40)7 附录 (42)7.1 元器件的功耗计算方法 (42)7.2 散热器的设计计算方法 (44)7.3 冷板散热器的计算方法 (45)7.4 强迫风冷产品的热设计检查模板 (48)前言本规范由艾默生网络能源有限公司研发部发布实施，适用于本公司的产品设计开发及相关活动。

电子设备强迫风冷设计指南

电子设备强迫风冷设计指南目录1.相关知识 (2)2.温升的要求 (2)3.风机的选择和使用 (2)3.1.系统需求的风量大致计算方法 (2)3.2.风机的选择 (2)3.3.风机的功率、效率和特性曲线 (3)3.4.系统阻力特性与风机工作点的确定 (3)3.5.风机的串连和并联使用 (4)3.6.风机的噪声 (5)3.7.风机的安装位置 (7)4.结构因素对风冷效果的影响 (11)4.1.开孔设计 (11)4.2.常见的开孔模式 (11)4.3.外壳出风口的设计 (12)4.4.风机的位置 (12)4.5.风道的结构形式 (13)4.6.元件的排列与走线 (14)4.7.热源的位置 (14)4.8.漏风的影响 (15)1.相关知识1)强迫风冷是利用风机驱使工作的气流经过发热表面，把热量带走的一种冷却方法，气流的速度越高，带走的热量越多，电子设备中，强迫风冷的散热能力要比自然散热的能力大10倍左右。

2)流体在流动时，不一定是先向距离近的方向流动，而是先向流动阻力小的方向流动。

2.温升的要求1)根据IEC的要求: 在正常使用时（环境温度为35度），可能与患者短时间接触的设备部件，其表面最高温度不超过50度。

2)根据东芝的要求: 在正常使用时（环境温度为35度），机箱内空气的最高温升不允许超过15度。

3)FDA的要求：在环境温度35℃条件下，工作中产品的可触摸表面温度不得超过50℃。

如果同病人接触，则不得超过41℃。

如果超过41℃，则必须进行科学的解释，并提供数据以证明不会危及病人安全。

3.风机的选择和使用3.1.系统需求的风量大致计算方法1)测定设备的规格和工作条件：－V: 整个系统所产生的总热量（W）=100(W)－∆T:系统内部温度上升（K）=15度2)计算冷却所需的空气流量：－Q’：马达的空气流量（m³/min）－Q’：=V/(20∆T)=100/20*15=0.33（m³/min）3)选用风扇：－Q: 最大空气流量（m³/min）：Q’=Q*2/3－Q: = Q’*3/2=0.33*3/2=0.5（m³/min）确认所选用的风扇是否正确。

大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件

大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件2012-03-12 14:17:31 作者：来源：中国电力电子产业网文章概要如下：一、计算公式为了推导风冷散热器热阻计算公式作如下设定：1，散热器是由很多块金属平板组成，平板一端连在一起成一块有一定厚度的基板，平板之间存在间隙，散热器的基本单元是一块平板;2，平板本身具有一定的长度、宽度和厚度(L×l×b)。

平板的横截面积A =L × b;3，由n个平板(齿片)组成的散热器如图一所示，平板(齿片)数为n ;4，由此可见，参数L即为散热器长，或称“截长”;5，设散热器端面周长为“S”。

大功率半导体器件安装在基板上，工作时产生的热通过接触面传到散热器的过程属于固体导热。

散热器平板周围是空气。

风冷条件下平板上的热要传到空气中属于固体与流体间的传热。

所以风冷散热器总热阻等于两部分热阻之和：Rzo(总热阻)= Rth(散热器内固体传热)+ Rthk(散热器与空气间的传热热阻)引用埃克尔特和..德雷克著的“传热与传质”中的基本原理和公式。

推导出如下实用公式：Ks 为散热器金属材料的导热系数。

20℃时，纯铝：KS = 千卡/ 小时米℃;纯铜：Ks = 332 千卡/ 小时米℃;参数L、l、b、S的单位：米;风速us 单位：米/秒如散热器端面的周边长为S 、散热器的长为L，忽略两端面的面积，散热器的总表面积为： A = S L 。

代入上式后，强迫风冷条件下散热器总热阻公式也可写成：对某一型号的散热器来说参数Ks、b、n、S 都是常数。

用此公式即可求出不同长度L、不同风速us条件下的总热阻，并可作出相应曲线。

本公式的精确性受到多种因素的影响存在一定误差。

主要有：ⅰ，受到环境空气的温度、湿度、气压等自然因素的影响。

如散热器金属的热导系数“Ks”与金属成分及散热器工作时温度有关，本文选用的是20℃时的纯铝。

ⅱ，文中所用的“风速”是指“平均风速”。

大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件

大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1大功率半导体器件用散热器风冷热阻计算公式和应用软件2012-03-12 14:17:31作者：来源：中国电力电子产业网文章概要如下：一、计算公式为了推导风冷散热器热阻计算公式作如下设定：1，散热器是由很多块金属平板组成，平板一端连在一起成一块有一定厚度的基板，平板之间存在间隙，散热器的基本单元是一块平板;2，平板本身具有一定的长度、宽度和厚度(L×l×b)。

平板的横截面积A =L × b;3，由n个平板(齿片)组成的散热器如图一所示，平板(齿片)数为n ;4，由此可见，参数L即为散热器长，或称“截长”;5，设散热器端面周长为“S”。

大功率半导体器件安装在基板上，工作时产生的热通过接触面传到散热器的过程属于固体导热。

散热器平板周围是空气。

风冷条件下平板上的热要传到空气中属于固体与流体间的传热。

所以风冷散热器总热阻等于两部分热阻之和：Rzo(总热阻)= Rth(散热器内固体传热)+ Rthk(散热器与空气间的传热热阻)引用埃克尔特和..德雷克着的“传热与传质”中的基本原理和公式。

推导出如下实用公式：Ks 为散热器金属材料的导热系数。

20℃时，纯铝：KS = 千卡/ 小时米℃;纯铜：Ks = 332 千卡/ 小时米℃;参数L、l、b、S的单位：米;风速us 单位：米/秒如散热器端面的周边长为S 、散热器的长为L，忽略两端面的面积，散热器的总表面积为： A = S L 。

代入上式后，强迫风冷条件下散热器总热阻公式也可写成：对某一型号的散热器来说参数 Ks、b、n、S 都是常数。

用此公式即可求出不同长度L、不同风速us条件下的总热阻，并可作出相应曲线。

本公式的精确性受到多种因素的影响存在一定误差。

主要有：ⅰ，受到环境空气的温度、湿度、气压等自然因素的影响。

如散热器金属的热导系数“Ks”与金属成分及散热器工作时温度有关，本文选用的是20℃时的纯铝。

风冷散热的设计及计算

风冷散热的设计及计算风冷散热原理：散热片的核心是同散热片底座紧密接触的，因此芯片表面发出的热量就会通过热传导传到散热片上，再由风扇转动所造成的气流将热量“吹走”，如此循环，便是处理器散热的简单过程。

散热片材料的比较：现在市面上的散热风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。

学过物理的人应该都知道铝导热性并不是最好的，从效果来看最好的应该是银，接下来是纯铜，紧接着才会是铝。

但是前两种材料的价格比较贵，如果用来作散热片成本不好控制。

使用铝业也有很多优点，比如重量比较轻，可塑性比较好。

因此兼顾导热性和其他方面使用铝就成为了主要的散热材料。

不过我们使用的散热片没有百分之百纯铝的产品，因为纯铝太过柔软，如果想做成散热片一般都会加入少量的其他金属，成为铝合金(得到更好的硬度)。

风扇：单是有了一个好的散热片，而不加风扇，就算表面积再大，也没有用！因为无法同空气进行完全的流通，散热效果肯定会大打折扣。

从这个来看，风扇的效果有时甚至比散热片还重要。

假如没有好的风扇，则散热片表面积大的特点便无法充分展现出来。

挑选风扇的宗旨就是，风扇吹出来的风越强劲越好。

风扇吹出来的风力越强，空气流动的速度越快，散热效果同样也就越好。

要判断风扇是否够强劲，转速是一个重要的依据。

转速越快，风就越强，简单看功率的大小。

轴承：市面上用的轴承一般有两种，滚珠轴承和含油轴承，滚珠轴承比含油轴承好，声音小、寿命长。

但是滚珠轴承的设计比较难，其中一个工艺是预压，是指将滚珠固定到轴承套中的过程，这要求滚珠与轴承套表面结合紧密，没有间隙，以使钢珠磨损度最小。

通常在国内厂家轴承制造中，预压前上下轴承套是正对的，因为钢珠尺寸与轴承套尺寸肯定会存在一定误差，所以在预压受力后，滚珠同轴承套之间总有5—10微米的间隙，就是这个间隙，使得轴承的老化磨损程度大大增加，使用寿命缩短。

同样过程，在NSK公司的轴承制造中，预压时上下轴承套的会有一个5微米左右的相对距离，这样轴承套在受压后就会紧紧的卡住滚珠，使其间的间隙减小为零，在风扇工作中，滚珠就不会有跳动，从而使磨损降至最小，保证风扇畅通且长久高速运转。

风冷散热的设计及计算

风冷散热的设计及计算风冷散热原理：散热片的核心是同散热片底座紧密接触的，因此芯片表面发出的热量就会通过热传导传到散热片上，再由风扇转动所造成的气流将热量“吹走”，如此循环，便是处理器散热的简单过程。

散热片材料的比较：现在市面上的散热风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金，只有极少数是使用其他材料。

学过物理的人应该都知道铝导热性并不是最好的，从效果来看最好的应该是银，接下来是纯铜，紧接着才会是铝。

但是前两种材料的价格比较贵，如果用来作散热片成本不好控制。

使用铝业也有很多优点，比如重量比较轻，可塑性比较好。

因此兼顾导热性和其他方面使用铝就成为了主要的散热材料。

不过我们使用的散热片没有百分之百纯铝的产品，因为纯铝太过柔软，如果想做成散热片一般都会加入少量的其他金属，成为铝合金(得到更好的硬度)。

风扇：单是有了一个好的散热片，而不加风扇，就算表面积再大，也没有用！因为无法同空气进行完全的流通，散热效果肯定会大打折扣。

从这个来看，风扇的效果有时甚至比散热片还重要。

假如没有好的风扇，则散热片表面积大的特点便无法充分展现出来。

挑选风扇的宗旨就是，风扇吹出来的风越强劲越好。

风扇吹出来的风力越强，空气流动的速度越快，散热效果同样也就越好。

要判断风扇是否够强劲，转速是一个重要的依据。

转速越快，风就越强，简单看功率的大小。

轴承：市面上用的轴承一般有两种，滚珠轴承和含油轴承，滚珠轴承比含油轴承好，声音小、寿命长。

但是滚珠轴承的设计比较难，其中一个工艺是预压，是指将滚珠固定到轴承套中的过程，这要求滚珠与轴承套表面结合紧密，没有间隙，以使钢珠磨损度最小。

通常在国内厂家轴承制造中，预压前上下轴承套是正对的，因为钢珠尺寸与轴承套尺寸肯定会存在一定误差，所以在预压受力后，滚珠同轴承套之间总有5—10微米的间隙，就是这个间隙，使得轴承的老化磨损程度大大增加，使用寿命缩短。

同样过程，在NSK公司的轴承制造中，预压时上下轴承套的会有一个5微米左右的相对距离，这样轴承套在受压后就会紧紧的卡住滚珠，使其间的间隙减小为零，在风扇工作中，滚珠就不会有跳动，从而使磨损降至最小，保证风扇畅通且长久高速运转。

风冷散热设计及验算方案

风冷散热设计及验算方案12020年4月19日22020年4月19日风冷散热设计及验算方案一、散热器的选配1、选用散热器的依据电力半导体器件（以下简称器件）的耗散功率、热阻（结壳热阻与接触热阻之和）和冷却介质的入口温度等，是选用散热器的基本依据。

器件被应用在各种各样的工况，在选用散热器时应该正确识别散热器、绝缘件和紧固件的型号和含义，了解不同散热器的散热能力和范围。

一般，一种器件仅从参数看，可能有两、三种散热器都能满足要求，但应结合自己的应用情况，诸如：冷却、安装、通用互换和经济性来综合考虑选取一种最佳的散热器。

2、散热器选用计算方法散热器的配置目的，是必须保证它能将元件的热损耗有效地传导至周围环境，并使其热源即结点的温度不超过j T ，取环境温度a T ，用公式表示为：P Q < ‥…‥…‥…‥…①()/j a Q T T R =-‥…‥…②其中：P ，元件的损耗功率；Q ，耗散功率，散热结构的散热能力；32020年4月19日j T ，元件工作结温，即元件允许的最高工作温度极限，取j T =125°C ；a T ，环境温度，水冷时规定为35°C ，风冷时规定为40°C 。

R ，热阻，热量在媒质之间传递时，单位功耗所产生的温升； jc cs sa R R R R =++‥…‥…③jc R ，结点至管壳的热阻，Rjc 与元件的工艺水平和结构有很大关系由制造商给出，范围一般为 0.8～2.0 K/W ；cs R ，管壳至散热器的热阻，与管壳和散热器之间的填隙，介质接触面的粗糙度平面度以及安装的压力等密切相关，影响接触热阻的因素较多，迄今没有一个普遍适用的经验公式加以归纳，因此工程设计中都是根据实验或参考实测数据来选择接触热阻，表1为某些典型接触面的接触热阻值；sa R ，散热器至空气的热阻，是散热器选择的重要参数，它与材质材料的形状和表面积体积以及空气流速等参量有关。

散热公式

9.3.2 机箱（柜）表面自然对流散热对在海平面任意方向尺寸小于600mm 的机箱（柜），表面的自然对流换热可以用下列简化公式计算：Q2=2.5CA△t1.25/D0.25其中，Q2---表面自然对流散热量，WC---系数，水平板时，热面朝上为0.54，朝下为0.27；竖平板时为0.59A---散热面积，m2△t---换热表面与流体（空气）的温差，℃D---特征尺寸，对于竖平板或竖圆柱，特征尺寸为高度H，其它，为（长+宽）/2，m 9.3.3 机箱的开孔设计当Q1+Q2 小于机箱（柜）的总功耗时，必须在机箱（柜）上开通风孔，使冷空气从机箱（柜）的底部进入，热空气从顶部排出。

通风孔的面积为：18S=(Q-Q1-Q2)/(2.4X10-3·H0.5·△t1.5)其中，S---进（出）风口面积，cm2Q---机箱（柜）总功耗，WH---机箱（柜）的高度，cm△t---机箱（柜）的温升，℃小机箱的通风孔面积可从下图6 查得：强迫对流换热计算Q=h c AΔt其中：Q--强迫对流的换热量，WA--散热表面面积(m2)，若散热体为印制板，则散热表面积为1.3 倍的单面面积，因为背面散热量大约为前面的30%。

Δt--风道内主器件表面温度与机箱内温度之差℃。

h c--对流换热系数，与风道尺寸形状有关。

hc 可按下面计算：（1）准则方程雷诺数Re 的计算公式为：Re=ρvD/μ其中，ρ--流体的密度，kg/m3；v--流体流速，m/s；μ--流体动力粘度，Pa.s；D--特征尺寸，m。

强迫对流换热准则方程见下表4：表4 强迫对流换热准则方程换热表面形状Re范围流态准则方程特征尺寸管内流动<2200>104层流紊流Nu=1.86(RePrD/l)1/3(μl/μw)0.14Nu=0.023Re0.8Pr0.4其中，D--特征尺寸，m；l--管长，m；μl--平均温度下流体的动力粘度，Pa；μw--壁温下流体的动力粘度，Pa内径或当量直径沿平板流动（或平行柱体流动）<105>105层流紊流Nu=0.66Re0.5Nu=0.032Re0.3沿流动方向长度而努谢尔特数Nu 为：Nu=hcD/λ其中，hc--对流换热系数，W/(m2·℃)；D--特征尺寸，m；λ--流体的导热系数，W/(m·℃)（2）hc=JCpGPr-2/3其中，Cp--定压空气比热容，J/(kg•℃)，见附录CG--通道的单位面积的质量流量，kg/(m2•s)Pr--普朗特数，见附录CJ--考尔本数，取决于雷诺数Re 及通风道结构尺寸与形状。

电子设备强迫风冷热设计规范.

电子设备的强迫风冷热设计规范2011-04-19发布2011-04-19实施深圳市英可瑞科技开发有限公司修订信息表目录目录 (3)前言 (5)1目的 (6)2 适用范围 (6)3 关键术语 (6)4引用/参考标准或资料 (7)5 规范内容 (8)5.1 遵循的原则 (8)5.2 产品热设计要求 (8)5.2.1产品的热设计指标 (8)5.2.2 元器件的热设计指标 (8)5.3 系统的热设计 (9)5.3.1 常见系统的风道结构 (9)5.3.2 系统通风面积的计算 (14)5.3.3 系统前门及防尘网对系统散热的影响 (14)5.4 模块级的热设计 (14)5.4.1 模块损耗的计算方法 (14)5.4.2 机箱的热设计 (14)5.5 单板级的热设计 (14)5.5.1 选择功率器件时的热设计原则 (15)5.5.2 元器件布局的热设计原则 (15)5.5.3 元器件的安装 (15)5.5.4 导热介质的选取原则 (16)5.5.5 PCB板的热设计原则 (17)5.5.6 安装PCB板的热设计原则 (19)5.5.7 元器件结温的计算 (19)5.6 散热器的选择与设计 (22)5.6.1散热器需采用的强迫冷却方式的判别 (22)5.6.2 强迫风冷散热器的设计要点 (22)5.6.3 风冷散热器的辐射换热考虑 (24)5.6.4 海拔高度对散热器的设计要求 (24)5.6.5 散热器散热量计算的经验公式 (24)5.6.6强化散热器散热效果的措施 (25)5.7风扇的选择与安装的热设计原则 (25)5.7.1多个风扇的安装位置 (25)5.7.2风扇与最近障碍物间的距离要求 (26)5.7.3消除风扇SWIRL影响的措施 (26)5.7.4抽风条件下对风扇选型的限制 (27)5.7.5降低风扇噪音的原则 (27)5.7.6解决海拔高度对风扇性能影响的措施 (28)5.7.7确定风扇型号的方法 (29)5.7.8吹风与抽风方式的选择原则 (29)5.7.9延长风扇寿命与降低风扇噪音的措施 (30)5.7.10风扇的串列与并联 (30)5.8防尘对产品散热的影响 (34)5.8.1抽风方式的防尘措施 (34)5.8.2吹风方式下的防尘措施 (34)5.8.3防尘网的选择方法 (34)6 产品的热测试 (35)6.1 进行产品热测试的目的 (35)6.1.1热设计方案优化 (35)6.1.2热设计验证 (35)6.2 热测试的种类及所用的仪器/设备 (35)6.2.1温度测试 (35)6.2.2速度测量 (36)6.2.3流体压力的测量 (37)7 附录 (38)7.1 元器件的功耗计算方法 (38)7.1.1电阻 (38)7.1.2 变压器 (39)7.1.3 功率器件耗散功率计算 (39)7.2 散热器的设计计算方法 (40)7.2.1散热器的热阻 (40)7.2.2 散热器的流阻 (41)7.3 冷板散热器的计算方法 (41)7.3.1 冷板的换热方程 (41)7.3.2 冷板的换热系数 (41)7.3.3 冷板的总效率 (41)7.3.4 冷板的设计计算 (42)7.4 强迫风冷产品热设计检查模板 (44)7.4.1 元器件的选择、排列与安装时的热设计 (44)7.4.2 模块布局及结构的的热设计 (44)7.4.3 机柜的热设计 (45)前言本规范由深圳市英可瑞科技开发有限公司研发部发布实施，适用于本公司的产品设计开发及相关活动。