(整理)设计散热系统时风扇选型的计算.
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。
关于电箱散热风扇的选择
关于电箱散热风扇的选择关于电箱散热风扇的选择1.根据经验公式:电箱总功率的3%会转化为热量2.设定△t:△t=t1-t2t1:电箱内元器件的最高工作温度(60℃)t2:电箱外面的温度(30℃)△t =60-30=30℃即电箱内的温升不能超过30℃3.电风扇的选择:根据经验公式:电风扇的流量Q=0.05P/△t单位:(CMM)立方米/每分钟4.例:(1) 电箱总功率=100W△t =60-30=30℃发热量(H)100KWX3%=3KWQ=0.05P/△t=0.05X3000/30=5立方米/每分钟(2)选风扇:风量为300立方米/每小时5.关于公式Q=0.05P/△t 的推导:式:⑴.1卡 = 1g重0℃的水使温度上升1℃的热量。
⑵.1瓦特的功率工作1秒钟 = 1焦耳⑶.1卡 = 4.2焦耳⑷.空气的定压(10mmAq)比热(CP)=0.24(Kcal/kg℃)⑸. 标准状态空气:温度20℃,大气压760mm/Hg,湿度65%的潮湿空气为标准空气,此时,单位体积的重量(又称比重量)为1200g/m^3⑹.CMM 指每分钟排除的空气体积,单位为立方米/每分钟。
式⑺风扇总排出热量(H)=比热(CP)x重量(W)x容器允许温升(△t)∵重量(W)= 代入式⑹=(CMM/60)x D 即单位之间(每秒)体积x密度= 代入式⑸= (Q/60)x1200g/m^3∴总热量(H)=0.24(Q/60) x1200g/m^3 x △t ---式⑻又总热量(H)= 电器热量(H)=【P(功率) x t(秒)】/4.2代入式⑻0.24(Q/60) )x1200g/m^3 x △t =P/4.2(Q/60)x1200x△t =P/4.2x0.24Q=Px60/1200x△t=0.05P/△t林绍国19/Oct-2011。
设计散热系统时风扇选型的计算
足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。
一般铝质鳍片的散热片要求风扇的风压足够大,而铜质鳍片的散热片则要求风扇的风量足够大;鳍片较密的散热片相比鳍片较疏的散热片,需要更大风压的风扇,否则空气在鳍片间流动不畅,散热效果会大打折扣。
所以说不同的散热器,厂商会根据需要配合适当风量、风压的风扇,而并不是单一追求大风量或者高风压的风扇。
无论 Intel 还是 AMD 的CPU 都已经到了与散热器不可分割、甚至丝毫也不能马虎的程度。
CPU 的风扇和散热片可以说是目前最实效、最方便、最常用的CPU 降温的方法,因此选购一款好的 CPU 散热器是十分必要的。
根据空气散热三要素的原理,热源物体表面的面积、空气流动速度以及热源物体与外界的温差是影响散热速度的最重要因素,其实所有CPU 散热器的设计也都是围绕更好地解决这三个问题而进行的。
下面就为大家介绍一些有关 CPU 散热器的性能参数,希望能对大家有所帮助。
风扇功率风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件,功率越大通常风扇的风力也越强劲,散热的效果也越好。
而风扇的功率与转速又是直接联系在一起的,也就是说风扇12V 的,功的转速越高,风扇也就越强劲有力。
目前一般电脑市场上出售的都是直流率则从 0.x 瓦到 2.x 瓦不等,购买时需要根据你的 CPU 发热量来选择,理论上是功率略大一些的更好一些,不过,也不能片面地强调高功率,如果功率过大可能会加重计算机电源的工作负荷,从而对整体稳定性产生负面影响。
风扇口径该性能参数对风扇的出风量也有直接的影响。
在允许的范围之内,风扇的口径越大出风量也就越大,风力作用面也就越大。
通常在主机箱内预留位置是安装8cm×8cm 的轴流风扇。
对于该指标,笔者认为应选择的风扇口径一定要与自己计算机中的机箱结构相协调,保证风扇不影响计算机其他设备的正常工作,以及保证计算机机箱中有足够的自由空间来方便拆卸其他配件。
风扇转速风扇的转速与功率是密不可分的,转速的大小直接影响到风扇功率的大小。
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。
风扇、电缆及开关选型计算公式
风扇、电缆及开关选型计算公式1. 风扇选型计算公式风扇选型是为了确定所需的风量和适当的型号。
以下是常用的风扇选型公式:a. 风量计算风量(Q)的计算公式如下:Q = A * V * n其中,Q:风量(m³/h)A:风口面积(m²)V:风速(m/s)n:单位时间内的换气次数b. 功率计算功率(P)的计算公式如下:P = Q * Δp / η其中,P:功率(W)Q:风量(m³/h)Δp:风压(Pa)η:风机效率2. 电缆选型计算公式电缆选型是为了确定所需的电缆截面积。
以下是常用的电缆选型公式:a. 电流容量计算电流容量(I)的计算公式如下:I = K * S * λ其中,I:电流容量(A)K:电缆导体材料的导电能力系数S:电缆截面积(mm²)λ:电缆散热系数b. 电压降计算电压降(Vd)的计算公式如下:Vd = I * L * Ï• / (1000 * S)其中,Vd:电压降(V)I:电流容量(A)L:电缆长度(m)Ï•:电缆电阻率(ohm·mm²/m)S:电缆截面积(mm²)3. 开关选型计算公式开关选型是为了确定所需的开关容量。
以下是常用的开关选型公式:a. 容量计算容量(C)的计算公式如下:C = U * I * η / 1000其中,C:容量(kVA)U:电压(V)I:电流(A)η:功率因数参考资料- 提供具体参数和标准的风扇、电缆及开关选型手册。
- 确认公式的正确性,确保选型计算的准确性。
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。
(完整版)风扇设计选型
风扇设计选型介绍1.风扇基本概念1)PQ曲线及工作点◆PQ曲线是指风扇的风压风量的曲线,设计系统的散热能力与该曲线有直接关系。
◆随着系统阻力的不同,风扇工作点沿着PQ曲线移动,低阻力系统风扇风量会较大,系统散热能力强;高阻力系统风量就小,散热效果不理想。
故设计时尽量减小系统阻力,使风量达到最大。
◆通常情况下,系统设计时把风扇的工作点设计在风量的1/2~2/3处。
对于高阻力系统可以设计在风量1/3~1/2处。
◆噪声分为声压级与声功率级,风扇一般给定的噪声参数指标为全速状态下的声压级指标,测试方法为距离风扇进风口1m处测量。
◆噪声主要标准:ETS 300 753、GR487、GR63,ETS 300 753 室内产品在23℃条件下,室外产品白天4.1:40℃,4.1E:45℃;晚上3.4:15℃,3.5:25℃;NEBS GR63 室内产品常温27C条件下测试;GR487室外产品常温27C条件下测试;2.风量计算◆所需总风量Q:Q = C*m*△TV = Q/(C*ρ* △T)单位:m3/s其中:Q:热耗;△T:允许温升;C:空气比热,V:体积流量◆计算经验公式:V=1.76*Q/△T 单位:CFM一般:△T取8--15℃。
3.散热方式◆系统散热方式有吹风与抽风方式:吹风方式:优点:散热效率高,风扇位于进风口,可靠性高;缺点:流场分布不均匀,有时会产生散热死角;抽风方式:优点:流场均匀;缺点:散热效率低,风扇位于出风口,可靠性低◆适用:吹风方式适用于局部功耗高的系统;抽风方式适用于内部功耗比较均匀的系统。
4. 风扇选型◆ 根据系统散热需求的总风量及计划使用的风扇数量确定单个风扇的风量工作点Q1;◆ 确保风扇的风量工作点位于风扇PQ 曲线的1/2-2/3处,即确定选型的风扇风量规格Q=Q1/(1/2)或Q1/(2/3);◆ 在该阶段考虑风扇选型是要兼顾系统设计规格中的噪声需求;◆ 风扇选型时,建议选用PWM 调速功能风扇。
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。
风扇选型计算资料
如何选择正确的风扇或鼓风扇所有需要使用风扇散热的电机与电子产品的设计工程师,必须决定一个特定系统散热所需的风量,而所需的风量取决于了解系统的耗电量及是否能带走足够的热量,以预防系统过热的情形发生。
事实显示,系统的使用年限会由于冷却系统的不足而降低,所以设计工程师也应该明白,系统的销售量与价格,可能因为系统的使用年限不符使用者的预期而下降。
欲选择正确的通风组件,必须考虑下列目标:最好的空气流动效率最小的适合尺寸最小的噪音最小的耗电量最大的可靠度与使用寿命合理的总成本以下三个选择正确散热扇或鼓风扇的重要步骤,可帮你达成上述几个目标。
步骤一:总冷却需求首先必须了解三个关键因素以得到总冷却需求:必须转换的热量 (即温差DT)抵消转换热量的瓦特数 (W)移除热量所需的风量 (CFM)总冷却需求对于有效地运作系统甚为重要。
有效率的系统运作必须提供理想的运作条件,使所有系统内的组件均能发挥最大的功能与最长的使用年限。
下列几个方式,可用来选择一般用的风扇马达:1.算出设备内部产生的热量。
2.决定设备内部所能允许的温度上升范围。
3.从方程式计算所需的风量。
4.估计设备用的系统阻抗。
5.根据目录的特性曲线或规格书来选择所需的风扇。
如果已知系统设备内部散热量与允许的总温度上升量,可得到冷却设备所需的风量。
以下为基本的热转换方程式:H = Cp×W×△T其中H = 热转换量Cp = 空气比热△T = 设备内上升的温度W = 流动空气重量我们已知W = CFM×D其中 D = 空气密度经由代换后,我们得到:再由转换因子(conversion factors)与代入海平面空气的比热与密度,可得到以下的散热方程式:CFM = 3160×千瓦/△℉然后得到下列方程式:其中Q:冷却所需的风量P:设备内部散热量 (即设备消耗的电功率)Tf:允许内部温升 (华氏)Tc:允许内部温升 (摄氏)DT = DT1与DT2之温差温升与所需风量之换算表0.51 1.52 2.53 3.54 4.55KWhDT DT℃ ℉50 9018 35 53 70 88 105 123 141 158 17645 8120 39 59 78 98 117 137 156 176 19540 7222 44 66 88 110 132 154 176 195 22035 6325 50 75 100 125 151 176 201 226 25130 5429 59 88 117 146 176 205 234 264 29325 4535 75 105 141 176 211 246 281 316 35120 3644 88 132 176 220 264 308 351 396 43915 2759 117 176 234 293 351 410 469 527 58610 1888 176 264 351 439 527 615 704 791 8795 9176 351 527 704 879 1055 1230 1406 1582 1758 例一:设备内部消耗电功率为500瓦,温差为华氏20度,下列为其计算结果:或例二:设备内部消耗电功率为500瓦,温差为摄氏10度:或步骤二:全部系统阻抗/系统特性曲线空气流动时,气流在其流动路径会遇上系统内部零件的阻扰,其阻抗会限制空气自由流通。
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。
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。
风扇选型计算公式(实用)
风扇选型计算公式(实用)引言本文档旨在介绍风扇选型计算公式的实用方法。
通过合适的计算公式,我们可以精确地选择适合特定需求的风扇,并满足所需的风量和风压。
计算公式以下是常用的风扇选型计算公式:1. 风压(P):- 计算公式:P = ρ * V<sup>2</sup> / 2- 其中,P为风压(帕斯卡),ρ为空气密度(千克/立方米),V为风速(米/秒)。
2. 风量(Q):- 计算公式:Q = A * V- 其中,Q为风量(立方米/秒),A为散热表面积(平方米),V为风速(米/秒)。
3. 功率(Power):- 计算公式:Power = Q * ρ * H / 3600- 其中,Power为功率(千瓦),Q为风量(立方米/秒),ρ为空气密度(千克/立方米),H为风机总压力(帕斯卡)。
使用方法使用上述计算公式的步骤如下:1. 确定需要的风压或风量的数值。
2. 确定空气密度(千克/立方米)的数值,一般可根据环境条件或相关标准进行查询。
3. 根据所需的风压或风量的数值,使用相应公式计算。
4. 如果需要计算功率,还需确定风机总压力(帕斯卡)的数值。
注意事项在使用风扇选型计算公式时,需要注意以下事项:- 确保所使用的单位是一致的,如风速单位为米/秒、风压单位为帕斯卡、风量单位为立方米/秒。
- 计算过程中需使用准确的数值,以保证计算结果的准确性。
- 对于特定的应用场景,可能还需要考虑其他因素,如噪音水平、功耗等。
结论通过使用风扇选型计算公式,我们可以对所需风压、风量和功率进行准确计算,以选择合适的风扇满足需求。
在实际应用中,根据具体情况和要求,可能需要结合其他因素进行综合考虑。
设计散热系统时风扇选型的计算
足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。
一般铝质鳍片的散热片要求风扇的风压足够大,而铜质鳍片的散热片则要求风扇的风量足够大;鳍片较密的散热片相比鳍片较疏的散热片,需要更大风压的风扇,否则空气在鳍片间流动不畅,散热效果会大打折扣。
所以说不同的散热器,厂商会根据需要配合适当风量、风压的风扇,而并不是单一追求大风量或者高风压的风扇。
无论 Intel 还是 AMD 的CPU 都已经到了与散热器不可分割、甚至丝毫也不能马虎的程度。
CPU 的风扇和散热片可以说是目前最实效、最方便、最常用的 CPU 降温的方法,因此选购一款好的 CPU 散热器是十分必要的。
根据空气散热三要素的原理,热源物体表面的面积、空气流动速度以及热源物体与外界的温差是影响散热速度的最重要因素,其实所有 CPU 散热器的设计也都是围绕更好地解决这三个问题而进行的。
下面就为大家介绍一些有关 CPU 散热器的性能参数,希望能对大家有所帮助。
风扇功率风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件,功率越大通常风扇的风力也越强劲,散热的效果也越好。
而风扇的功率与转速又是直接联系在一起的,也就是说风扇的转速越高,风扇也就越强劲有力。
目前一般电脑市场上出售的都是直流 12V 的,功率则从 0.x 瓦到 2.x 瓦不等,购买时需要根据你的 CPU 发热量来选择,理论上是功率略大一些的更好一些,不过,也不能片面地强调高功率,如果功率过大可能会加重计算机电源的工作负荷,从而对整体稳定性产生负面影响。
风扇口径该性能参数对风扇的出风量也有直接的影响。
在允许的范围之内,风扇的口径越大出风量也就越大,风力作用面也就越大。
通常在主机箱内预留位置是安装 8cm×8cm 的轴流风扇。
对于该指标,笔者认为应选择的风扇口径一定要与自己计算机中的机箱结构相协调,保证风扇不影响计算机其他设备的正常工作,以及保证计算机机箱中有足够的自由空间来方便拆卸其他配件。
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。
科学家告诉你散热风扇的风量计算公式
科学家告诉你散热风扇的风量计算公式科学家告诉你散热风扇的风量计算公式,如今散热风机的型号有好多种, 每个型号的风量和风压基本上都是不相同的,那样设备需要的散热风扇的风量这⼀基本参数就⾜以确定,接下去根据别的主要参数⼤部分就可以挑选切合顾客设备的散热风扇了。
针对顾客,⽣产商有责任帮助其如何选择适度风量的散热风扇,现将风量要求的计算⽅式详细介绍以下:⼀、先需务必掌握⼀些⼰知标准:1、1卡相当于1g重0℃的⽔使其溫度升⾼1℃需要的发热量。
2、1⽡特的输出功率⼯作中⼀秒钟相当于1焦⽿。
3、1卡相当于焦尔4、⽓体的均匀(10mmAq)定压⽐热(Cp)=(Kcal/Kg℃)5、标准状况⽓体:溫度20℃、⼤⽓压⼒760mmHg、环境湿度65%的湿冷⽓体为规范⽓体,这是企业体即⽓体的净重(别称⽐净重)为1200g/M*36、CMM、CFM全是指每分所排出来⽓体容积,前⾯⼀种企业为⽴⽅/每分;后⾯⼀种企业为⽴⽅⽶英呎/每钟。
1CMM=。
⼆、公式计算测算1、获知:散热风扇总排出来发热量(H)=定压⽐热(Cp)×净重(W)×器⽫容许升温(△Tc)由于:净重W=企业中间(每秒钟)容积乘于相对密度也即:净重W=(CMM/60)×D也即:净重W=(CMM/60)•1200g/M*3也即:净重W=(Q/60)×1200g/M*3因此:总发热量(H)=(Q/60)•1200g/M*3•△Tc2、家⽤电器发热量(H)=(P[输出功率]t[秒])/3、由⼀、⼆获知:(Q/60)•1200g/M*3•△Tc=(P•t)/解答:Q=(P×60)/1200•••△Tc解得:Q=△Tc………………………………………………(CMM)解得:Q=•35.3P/△Tc=P/△Tc…………………………(CFM)4、计算华⽒度数(温度差每1摄⽒温度相当于华⽒温度)为:Q=•P/△Tf=P/△Tf………………………(CMM)Q=•P/△Tf=3.16P/△Tf…………………………(CFM)三、案例例⼀:有⼀电脑上耗费输出功率150⽡,散热风扇耗费5⽡,当夏天平均⽓温噶30℃,设CPU容许⼯作中60℃,所需散热风扇风量。
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.散热器风扇的选型
1.冷却需求
在设计散热器风扇之前,必须首先明确设备下冷却需求以确定合适的
散热器风扇。
根据设备的不同,其冷却需求也就不同,常见的冷却需求包括:吹出气流量需求、冷却负荷需求及冷却热率需求等。
2.电气参数
在选择散热器风扇时,要考虑的电气参数有:电压、电流、频率、电
动机效率、转速、工作环境温度、噪声等。
3.外形特性
外形特性是指散热器的尺寸、外观以及安装方式等。
根据设备的空间
尺寸和外形,可确定散热器的尺寸和安装方式,以满足设备的外形要求。
4.性能特性
性能特性是指电气和机械性能及外形参数。
电气性能主要包括转子有
效电阻、绝缘电阻、反噪比等,而机械性能主要包括轴承类型、轴承寿命、振动、噪声及行程等。
二.散热器风扇的设计计算
1.风量计算
风量是指风机在满载条件下,单位时间(或者单位理论转速)所能吹
出的空气的热量质量。
在风机设计中,应确定风机的满载风量,以满足设
备的即时冷却需求。
2.功率计算。
风扇排风量计算
风扇排风量的计算引言我司常年设计生产电控柜,考虑到散热要求,很多电控柜内装配有风扇,但是风扇到底应该如何选用一直没有一个较明确的说明,特此将风扇的选型计算总结如下。
一、轴流风扇术语说明风量:Q〔m3/min〕单位时间内风扇排出的空气量。
静压:Ps〔Pa〕流速是利用风扇排出的空气而形成的,静压是指不受流速影响的风扇前后的差压。
①风扇停止时,风扇前后的空气压力无变化(大气压)。
②风扇转动时,在前面产生静压(Pa)。
最大风量:Q max〔m3/min〕在风量测定装置中,将静压调节为0Pa时,风扇的排出风量。
最大静压:Ps max.〔Pa〕在风量测定装置中,将风量调节为0m3/min时,装置内压与外气压的差压。
即在风扇前面完全密封的状态下运转时的前面压力。
系统阻抗轴流风扇安装设备内的零件密度、流路形状妨碍空气流动,从而造成对该空气流动产生阻力。
阻抗保护为防止电机在关闭时发生烧损,该方式设定电机卷线的阻抗(交流电阻),使电机温度上升值保持在烧损温度以下。
热保护为防止电机在关闭时发生烧损,在电机温度上升值达到烧损温度之前,通过热元件切断的方式。
二、发热量在风扇选择中,首先要考虑的是柜内元件的发热量,我司设计的柜体,主要发热元件包括了变频器、制动单元、断路器和接触器等,一般而言,以上几类元件的发热量在产品样本上均有详细数据,可在样本内查询,最后得出发热量的统计值即可进行下一步的设计。
三、允许温升允许温升指的是柜内允许达到的最高温度和柜内元件不工作时的额定温度之间的差值,在大多数设备上,因电控柜放置在电气房内,通过电气房空调的制冷使柜外温度保持在最高30度左右,而不影响元器件正常运行的最高温度建议为50度,可根据项目实际情况进行调整,所以允许温升可假定为20度。
四、所需风量根据公式,所需风量为50*发热量/温升。
实际设计中,考虑到推测装置内的通风性,需取以上值的1.3~2倍,然后根据此风量,计算出所需风扇的风量和数量。
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足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。
一般铝质鳍片的散热片要求风扇的风压足够大,而铜质鳍片的散热片则要求风扇的风量足够大;鳍片较密的散热片相比鳍片较疏的散热片,需要更大风压的风扇,否则空气在鳍片间流动不畅,散热效果会大打折扣。
所以说不同的散热器,厂商会根据需要配合适当风量、风压的风扇,而并不是单一追求大风量或者高风压的风扇。
无论 Intel 还是 AMD 的CPU 都已经到了与散热器不可分割、甚至丝毫也不能马虎的程度。
CPU 的风扇和散热片可以说是目前最实效、最方便、最常用的 CPU 降温的方法,因此选购一款好的 CPU 散热器是十分必要的。
根据空气散热三要素的原理,热源物体表面的面积、空气流动速度以及热源物体与外界的温差是影响散热速度的最重要因素,其实所有 CPU 散热器的设计也都是围绕更好地解决这三个问题而进行的。
下面就为大家介绍一些有关 CPU 散热器的性能参数,希望能对大家有所帮助。
风扇功率风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件,功率越大通常风扇的风力也越强劲,散热的效果也越好。
而风扇的功率与转速又是直接联系在一起的,也就是说风扇的转速越高,风扇也就越强劲有力。
目前一般电脑市场上出售的都是直流 12V 的,功率则从 0.x 瓦到 2.x 瓦不等,购买时需要根据你的 CPU 发热量来选择,理论上是功率略大一些的更好一些,不过,也不能片面地强调高功率,如果功率过大可能会加重计算机电源的工作负荷,从而对整体稳定性产生负面影响。
风扇口径该性能参数对风扇的出风量也有直接的影响。
在允许的范围之内,风扇的口径越大出风量也就越大,风力作用面也就越大。
通常在主机箱内预留位置是安装 8cm×8cm 的轴流风扇。
对于该指标,笔者认为应选择的风扇口径一定要与自己计算机中的机箱结构相协调,保证风扇不影响计算机其他设备的正常工作,以及保证计算机机箱中有足够的自由空间来方便拆卸其他配件。
风扇转速风扇的转速与功率是密不可分的,转速的大小直接影响到风扇功率的大小。
通常在一定的范围内,风扇的转速越高,它向 CPU 传送的进风量就越大, CPU 获得的冷却效果就会越好。
但如果转速过高,风扇在高速运转过程中可能会产生很大的噪音,时间长了还可能会缩短风扇寿命。
因此,我们在选择风扇的转速时,应该根据 CPU 的发热量决定,最好选择转速在 3500 转至 5200 转之间的风扇。
散热片材质CPU 散热器中的散热片的最大作用是扩展 CPU 表面积,从而提高 CPU 的热量散发速度。
不过,这其中又涉及到另一个问题,就是散热片材质的热传导系数——也就是材质传递热量的速度。
目前导热性能最好的是金 ( 黄金白金都不错 ) ,仅次于金的导热金属是铜。
如果用铜来生产散热片,那散热效果会非常理想,价格也较能接受一些。
但铜质地较结实、加工难度较大、重量较大,所以我们目前很难见到使用铜来生产的散热片。
再次于铜的便是很大众化的铁和铝,铁易锈、质地坚硬、不易加工、重量大等,而铝却没有这些麻烦事,所以铝便成为生产散热片最常见的材料了。
散热片的形状既然散热片是为了扩大 CPU 的表面积,那么如何使表面积最大化,就是在材质被决定之后最重要的设计重点了。
普通的散热片是压铸成的,常见的形状只是多了几个叶片的“韭”字形,这种散热片的散热效果是最为普通的。
较高档的散热片则使用铝模经过车床车削而成,车削后的形状呈多个齿状柱体。
这种散热片常用在高档显卡和一些国外原装机上, ( 有许多国外原装机根本就不使用风扇,只使用这种散热片 ) 足见散热片形状对散热效果的巨大影响。
在同样体积的情况下,如果散热片拥有数目越多的鳍片或齿状柱体,那么其表面积肯定也越大。
一些制作得比较极端的散热片,甚至采用在一块金属基板上密密麻麻地排列着很薄的散热鳍片的设计,以此来最大化地拓展表面积。
不过在重视散热面积的情况下,好的散热片也不会忽视底部的金属板基厚度。
通常必须保证一定的厚度,才能使热传导的效率更高。
这里另一个比较极端的情况是像 Intel 原装Pentium 4 散热片,它的中心是一个“粗壮”的铜柱 ( 直径约 3cm) ,外面包围着一圈螺旋状的散热鳍片。
风扇噪声衡量风扇质量高低的另一个外在表现是噪音大小,毕竟太大的噪音将极大影响我们操作电脑的心情。
通常功率越大,转速也就越快,此时噪声也越大。
因此,我们在购买风扇时,一定要试听一下风扇的噪音,如果太大,那么最好不要购买。
当然风扇噪音不一定都是风扇质量的问题,也有可能是风扇的转轴润滑效果不行,或者是风扇没有被正确安装好。
如果是这样的话,我们最好能重新给风扇定位,或者给风扇的转轴加上一些润滑剂,以保证其润滑效果良好。
此外,风扇本身的设计也决定了噪音的大小。
目前常见的风扇分为轴承式和滚珠式两种,滚珠式风扇拥有更好的散热效果和更小的噪音,不过价格也略高。
风扇排风量风扇排风量可说是一个比较综合的指标,因此我们可以这么说排风量是衡量一个风扇性能的最直接因素。
如果一个风扇可以达到 5000 转 / 分,但其扇叶如果是扁平的话,那就不会形成任何气流的,所以对散热风扇的排风量来说,扇叶的角度是决定性因素。
通常质量好的风扇,即使我们在离它很远的位置,也仍然可以感到风流,这就是散热效果上佳的表现。
风量与风压的测试方法有两种,一是用风洞仪测试,另一种是用双箱法测。
但对于一般用户而言,没有这样的设备,只能看厂家提供的数据。
因此用户可将此数据作为参考,最终还要看降温效果。
1 。
风量风量是指风扇通风面积与该面积平面速度之积。
通风面积是出口面积减去涡舌处的投影面积。
平面速度是气流通过整个平面的气体运动速度,单位是米 / 秒。
平面速度一定时,扇叶叶轮外径越大,通风面积越大,风量则越大。
风量越大,冷空气吸热量则越大,空气流动转移时能带走更多的热量,散热效果越明显。
2 。
风压为进行正常通风,需要克服风扇通风行程内的阻力,风扇必须产生克服送风阻力的压力。
测量到的压力变化值称为静压,即最大静压与大气压的差值。
它是气体对平行于物体表面作用的压力,通过垂直于其表面的孔测量出来的。
把气体流动所需动能转化为压力的形式称为动压。
为实现送风的目的,需要有静压与动压。
全压为静压与动压的代数和。
风压越大,风扇送风能力越强。
在实际应用中,标称的最大风量值,并不是实际散热片得到的送风量,风量大,也并不代表通风能力强。
因空气流动时,气流在其流动路径会遇上散热鳍片的阻挠,其阻抗会限制空气自由流通。
即风量增大时,风压会减小。
因此必须有一个最佳操作工作点,即风扇性能曲线与风阻曲线的交点。
在工作点,风扇特性曲线之斜率为最小,而系统特性曲线之变化率为最低。
而此时的风扇静态效率(风量 X 风压 / 耗电)为最佳。
有时为了能减小系统阻抗,甚至选用尺寸较小的风扇,也可以获得相同的风压如何选择正确的风扇或鼓风扇所有需要使用风扇散热的电机与电子产品的设计工程师,必须决定一个特定系统散热所需的风量,而所需的风量取决于了解系统的耗电量及是否能带走足够的热量,以预防系统过热的情形发生。
事实显示,系统的使用年限会由于冷却系统的不足而降低,所以设计工程师也应该明白,系统的销售量与价格,可能因为系统的使用年限不符使用者的预期而下降。
欲选择正确的通风组件,必须考虑下列目标:最好的空气流动效率最小的适合尺寸最小的噪音最小的耗电量最大的可靠度与使用寿命合理的总成本以下三个选择正确散热扇或鼓风扇的重要步骤,可帮你达成上述几个目标。
步骤一:总冷却需求首先必须了解三个关键因素以得到总冷却需求:必须转换的热量 (即温差DT)抵消转换热量的瓦特数 (W)移除热量所需的风量 (CFM)总冷却需求对于有效地运作系统甚为重要。
有效率的系统运作必须提供理想的运作条件,使所有系统内的组件均能发挥最大的功能与最长的使用年限。
下列几个方式,可用来选择一般用的风扇马达:1.算出设备内部产生的热量。
2.决定设备内部所能允许的温度上升范围。
3.从方程式计算所需的风量。
4.估计设备用的系统阻抗。
5.根据目录的特性曲线或规格书来选择所需的风扇。
如果已知系统设备内部散热量与允许的总温度上升量,可得到冷却设备所需的风量。
以下为基本的热转换方程式:H = Cp×W×△T其中H = 热转换量Cp = 空气比热△T = 设备内上升的温度W = 流动空气重量我们已知W = CFM×D其中 D = 空气密度经由代换后,我们得到:再由转换因子(conversion factors)与代入海平面空气的比热与密度,可得到以下的散热方程式:CFM = 3160×千瓦/△℉然后得到下列方程式:其中Q:冷却所需的风量P:设备内部散热量 (即设备消耗的电功率)Tf:允许内部温升 (华氏)Tc:允许内部温升 (摄氏)DT = DT1与DT2之温差温升与所需风量之换算表KWhDT DT℃ ℉0.51 1.52 2.53 3.54 4.5550 9018 35 53 70 88 105 123 141 158 17645 8120 39 59 78 98 117 137 156 176 19540 7222 44 66 88 110 132 154 176 195 22035 6325 50 75 100 125 151 176 201 226 25130 54 29 5988117 146 176 205234264 29325 4535 75 105 141 176 211 246 281 31635120 36 44 88132 176 220 264 308 351 396 439 15 2759 117 176 234 293 351 410 469 527 58610 1888 176 264 351 439 527 615 704 791 8795 9176 351 527 704 879 1055 1230 1406 1582 1758例一:设备内部消耗电功率为500瓦,温差为华氏20度,下列为其计算结果:或例二:设备内部消耗电功率为500瓦,温差为摄氏10度:或步骤二:全部系统阻抗/系统特性曲线空气流动时,气流在其流动路径会遇上系统内部零件的阻扰,其阻抗会限制空气自由流通。
压力的变化即测量到的静压,以英吋水柱表示。
为了确认每一槽排(slot)之冷却瓦特数,系统设计或制造厂商不但必须有风扇的有效风扇特性曲线以决定其最大风量,而且必须知道系统的风阻曲线。
系统内部的零件会造成风压的损失。
此损失因风量而变化,即所谓的系统阻抗。
系统特性曲线之定义如下:DP = KQn其中 K = 系统特定系数Q = 风量 (立方呎)n = 扰流因素,1 < n < 2平层气流时,n = 1乱流气流时,n = 2步骤三:系统操作工作点系统特性曲线与风扇特性曲线的交点,称为系统操作工作点,该工作点即风扇之最佳运作点。