强迫风冷散热器设计计算

1.风机选择计算:q =1.4

×

Q

C p ρair ∆T air

×60

Τm 3min.

注：1.∆T air 小功率取10，中功率取15，大功率取20

2.一般按经验系数1.4来选择风机

风机输入参数：

1.风量q ：1Τm 3min.=35.318CFM

2.风压P ：1Incℎ.H 2O =249.1Pa

3.P-Q 公式：P =a ∗q +b Pa

注：轴流风机一般工作在后1/3段，将其看作线性段算出斜率a 与常数b 用来计算实际工作的风量与风压

2.系统阻力计算:∆P =ξ1+ξ2+4∗

f L d e

×

ρair V 2

2

Pa

局部收缩ξ1=0.5×1−ΤA 0A 1ΤA 0A 1：通风面积比局部放大ξ2=1−ΤA 0A 12

沿程阻力系数f 莫迪图紊流的经验公式较多，选择其中较准的两个公式，计算结果差异较大时参考莫迪图较准

层流f =Τ64Re 雷诺数Re =d e V

υair ≤2800V 使用风机最大风量

紊流：f =0.0055×1+20×K

d e

+

1×106Re

1

3

Re 3×103~1×106

紊流(柯尔布鲁克）：

1√f

=

2log 10d e

K

+1.14−2log 101+9.35d e

K

Re√f 粗糙度K =0.0015×10

−3

m

散热器长度L 当量直径d e =2W s H f W s +H f

m

风速V

P-Q 公式：∆P =c ×q 2

进出风口面积（开孔面积）无风机侧>有风机侧

3.风机工作点计算：

利用公式P =a ∗q +b & ∆P =c ×q 2求出风机的实际工作点1.风量q 1：2.风压P 1：3.风速V 1：

4.散热器热阻计算:

R =R 1+R 2=

H b λA 2

+

1ℎA 3η

ΤK W

导热热阻R 1：基板厚度H b m & 基板面积A 2m 2& 散热器导热系数λW/m ∙K 对流换热热阻R 2：

换热表面积A 3=A 3′+A 3′′=W

s L(N f −1)+(2H f +W f )LN f m 2

换热总效率η=

A 3′+ηf A 3

′′A 3

ηf =

tanh mH f

mH f

m =

H f U λA l

U =2(L +W f )A l =LW f

对流换热系数：ℎ=N μλ/d e

准则方程层流N μ=1.86Re 1P r d e L Τ1

3

μl μw

0.14Re 1=

d e V 1υair

准则方程紊流N μ=

0.023Re 10.8P r 0.4

∆T =QR

5.输出结果:

1.风量q 1& 风压P 1&.风速V 1：

2.基板温度T w1

利用模块的热阻参数以及接触热阻计算T j 确认其低于设定值