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。