热设计和热分析基础知识培训教学总结
热设计总结

热设计总结目录一、热设计定义及相关特性 (3)1.1 什么叫热设计 (3)1.2 高温的影响 (3)1.3 热设计的目的 (3)1.4 热设计的三个层次 (3)1.5 热设计的基本概念 (4)二、热量传递 (6)2.1 导热 (6)2.1.1 Fourier导热公式 (6)2.1.2 导热(热传导)的机理 (6)2.1.3 增强热传导的主要措施 (6)2.2 对流 (7)2.2.1 Newton对流换热公式 (7)2.2.2 影响对流换热的因素 (7)2.2.3增强对流散热的主要措施 (7)2.3 辐射 (7)2.3.1 辐射4次方定律 (7)2.3.2 增强辐射散热的主要措施 (8)2.4 冷却方法 (8)2.4.1 冷却方法的选择原则 (8)2.4.2 选择冷却方法须考虑的因素 (8)2.4.3 确定冷却方法的原则 (8)三、对流散热风路及风道 (9)3.1 风路的设计原则 (9)3.2 自然冷却风路的设计原则 (9)3.3 强迫风冷风路的设计原则 (9)3.4 风道分类及特点 (10)3.5 风道设计布置的注意事项及原则 (10)四、散热器 (11)4.1 型材散热器的选择及设计原则 (11)4.2 散热器设计原则及注意事项 (11)五、风扇和噪声 (13)5.1 风扇 (13)5.1.1 风扇的种类 (13)5.1.2 风机选择 (13)5.1.3 吹风与抽风方式的选择原则 (13)5.1.4 风扇的安装原则 (14)5.2 噪声 (15)5.2.1 声压 (15)5.2.3 声级的合成运算 (16)5.2.4 声压级与声功率级的比较 (16)5.2.5 噪声控制 (17)5.2.6常用的噪声控制方法 (17)六、机箱的热设计 (18)七、热界面材料 (19)7.1 为什么要用热界面材料 (19)7.2 热界面材料的种类 (19)7.2.1 硅脂 (19)7.2.2 导热胶 (20)7.2.3 导热垫 (20)7.2.4 相变材料(相变导热膜) (20)7.2.5 导热双面胶带 (21)7.2.6 陶瓷基片 (21)7.2.7 云母 (22)八、测试 (22)8.1 测试环境 (22)8.2 温度测试的项目 (22)8.3 测试仪器 (23)8.4 热电偶 (24)九、热设计检查 (25)9.1 元器件的选择、排列与安装时的热设计 (25)9.2 PCB板的排列、安装时的热设计 (25)9.3 模块机箱的热设计 (25)9.4 机柜的热设计 (26)一、热设计定义及相关特性1.1 什么叫热设计热设计就是根据电子元器件的热特性和传热学的原理,采取各种结构措施控制电子设备的工作温度,使其在允许的温度范围之内。
热设计知识点梳理

热设计知识点梳理热设计是一门涉及热力学、传热学、流体力学等多个领域的学科,旨在通过合理的设计和控制来提高热系统的效率和可靠性。
在本文中,将对热设计中的几个重要知识点进行梳理和介绍。
一、热传导热传导是热设计中的基本概念之一。
它描述了热量在不同物质之间传递的方式。
热传导的主要机制是分子间的碰撞和能量传递。
常见的热传导方程为傅立叶热传导定律,即热流密度与温度梯度成正比。
掌握热传导的理论和计算方法对于热设计至关重要。
二、换热换热是指热量通过对流、辐射和传导等方式从一个物体传递到另一个物体的过程。
在热设计中,我们常常需要计算热传递率和温度分布,以确定合适的换热设备和参数。
流体力学和传热学是解决换热问题的基础。
同时,了解不同传热模式的特点和计算方法也是热设计工程师的必备知识。
三、热力学热力学是热设计中的另一个重要支柱。
它研究能量转化和热力平衡的规律,通过熵、焓等宏观参数来描述热系统的性质。
在热设计过程中,热力学方程和循环分析是常用的工具。
熟悉热力学基本原理和计算方法,能够帮助我们理解热系统的行为,优化设计方案。
四、热管技术热管是一种高效的热传导设备,具有快速、均匀和可控的热传递特点。
它由密封的金属外壳和工作介质组成,通过蒸发、冷凝、液体重力和毛细作用等机制来传递热量。
热管广泛应用于航空航天、电子器件散热等领域。
在热设计中,了解热管的工作原理和设计方法对于提高系统的散热效率和稳定性具有重要意义。
五、热管理热管理是指在热设计中采取控制和优化措施,以确保热系统稳定运行的过程。
热管理的目标是降低热耗散的能量损失,延长设备寿命,提高整体效率。
为实现这一目标,我们可以采用散热器、风扇、冷却液等散热装置,并结合热管技术和热传导原理进行系统设计。
熟悉热管理的方法和策略,可以提高热设计工作的效果和效率。
总结:热设计作为一门综合性学科,涵盖了热力学、传热学、流体力学等多个领域的知识。
在本文中,我们对热设计的几个重要知识点进行了梳理和介绍,包括热传导、换热、热力学、热管技术和热管理。
供热培训总结范文(3篇)

第1篇一、培训背景随着我国城市化进程的加快,供热行业得到了迅速发展。
为提高供热行业从业人员的技术水平和服务质量,提升供热系统的安全运行和节能环保水平,我公司于近期组织了一次供热培训。
本次培训邀请了行业专家和资深工程师进行授课,旨在为广大员工提供一次难得的学习和交流机会。
二、培训目标1. 提高供热行业从业人员的专业素养和技能水平;2. 深入了解供热系统的运行原理、操作流程和维护保养知识;3. 增强员工的安全意识,提高应急处置能力;4. 促进员工之间的沟通与交流,形成良好的团队协作精神。
三、培训内容1. 供热行业政策法规及发展趋势2. 供热系统运行原理及设备介绍3. 供热设备安装、调试及运行维护4. 供热系统节能环保技术5. 供热系统安全管理及应急处置6. 供热行业先进技术及案例分析四、培训形式1. 理论授课:邀请行业专家和资深工程师进行专题讲座,讲解供热行业相关政策法规、发展趋势、技术标准等;2. 实践操作:现场演示供热设备的安装、调试、运行维护等操作流程,让学员亲手操作,提高实践技能;3. 案例分析:结合实际案例,分析供热系统运行过程中可能出现的问题及解决方案;4. 互动交流:组织学员进行讨论,分享工作经验,解答疑难问题。
五、培训效果1. 学员满意度高:本次培训得到了广大员工的一致好评,学员满意度达到90%以上;2. 知识掌握程度高:通过培训,学员对供热行业的政策法规、技术标准、设备操作等方面有了更深入的了解,知识掌握程度明显提高;3. 实践技能提升:学员通过实践操作,掌握了供热设备的安装、调试、运行维护等技能,提高了实际操作能力;4. 团队协作能力增强:培训过程中,学员之间加强了沟通与交流,团队协作能力得到提升。
六、培训总结1. 培训内容丰富,针对性强:本次培训内容涵盖了供热行业的各个方面,既有理论授课,又有实践操作,既提高了学员的专业素养,又提升了实际操作技能;2. 师资力量雄厚:邀请的授课专家和工程师均为行业资深人士,具有丰富的实践经验,为学员提供了高质量的教学服务;3. 培训组织严密,保障有力:培训期间,公司领导高度重视,相关部门密切配合,确保了培训的顺利进行;4. 学员积极参与,成效显著:学员在培训过程中认真听讲、积极参与实践操作,取得了显著的培训效果。
供热知识培训总结

供热知识培训总结一、背景介绍在优化城市能源结构、提高供热质量和环境效益的背景下,本次培训旨在加强供热人员的专业能力和知识水平,提高其对供热系统运行和管理的理解和把控能力。
二、培训内容1.供热系统概述-供热系统的定义和组成-供热系统的分类和特点-供热系统的工作原理2.热力站运行与管理-热力站的组成和功能-热力站的运行流程-热力站的管理要点3.锅炉运行与维护-锅炉的基本原理和分类-锅炉的运行流程和主要操作-锅炉的日常维护和保养4.热力管网设计与维护-管网的设计原则和布局要点-管网的维护保养方法-管网的排放和清洗技术5.供热系统优化与节能-供热系统的能量流和损失分析-供热系统的运行参数调整和优化-供热系统的节能措施和效果评估三、学习收获通过本次培训,我对供热系统的概念、运行原理和管理要点有了更深入的理解。
以下是我在培训中得到的具体收获:1.系统认知提升:对供热系统概念的理解更加深入,明确了供热系统的组成和分类,及其在城市能源结构中的重要性。
2.知识扩展:学习了热力站的组成和运行流程,通过实例分析和案例研究,提高了对热力站运行和管理的理解和把控能力。
3.锅炉运维技巧:了解了不同类型的锅炉及其运行原理,掌握了日常维护和保养的方法,提高了锅炉的使用寿命和运行效率。
4.管网设计与维护:学习了管网的设计原则和布局要点,了解了管网的排放和清洗技术,对管网的维修和保养有了更全面的认识。
5.能效提升方案:学习了供热系统的能量流和损失分析方法,了解了供热系统的运行参数调整和优化技术,掌握了节能措施的实施和效果评估方法。
四、下一步行动计划在本次培训中,我深刻认识到提高专业能力和知识水平的重要性。
为了更好地应对日常工作的挑战和变化,我制定了以下行动计划:1.加强学习和实践:深入学习供热相关的书籍和文献,学习和掌握新的技术和理论知识,尝试将其应用到实际工作中。
2.参与相关培训和研讨:积极参加相关的供热知识培训和行业研讨会,与更多的专业人士交流和分享经验。
热分析工作总结

热分析工作总结
热分析是一项重要的实验技术,广泛应用于化学、材料、生物等领域。
通过测量样品在不同温度下的热性质,可以得到有关材料结构、稳定性和反应动力学等重要信息。
在过去的一段时间里,我们进行了大量的热分析工作,取得了一些有意义的成果,现在我来总结一下这些工作。
首先,我们进行了一系列材料的热重分析。
通过热重分析,我们可以确定材料的热稳定性、吸湿性和热分解温度等重要参数。
在我们的工作中,我们发现了一些新型材料的热分解温度较低,这对于它们的应用带来了一定的挑战。
我们还发现了一些材料在高温下会发生不可逆的结构变化,这为我们深入研究材料的稳定性提供了重要线索。
其次,我们进行了差示扫描量热分析。
通过差示扫描量热分析,我们可以得到材料的热容、热导率和相变温度等信息。
在我们的工作中,我们发现了一些材料在相变过程中会发生放热或吸热现象,这为我们理解材料的相变机制提供了重要的参考。
我们还发现了一些材料的热导率随温度的变化规律,这对于材料的热传导性能有着重要的指导意义。
最后,我们进行了一些新型材料的热分析工作。
通过对这些材料的热性质进行研究,我们可以为它们的合成和应用提供重要的参考。
在我们的工作中,我们成功地研究了一些具有潜在应用前景的新型材料的热性质,这为它们的进一步开发和应用奠定了重要基础。
总的来说,我们的热分析工作取得了一些有意义的成果,为材料科学和化学工程领域的发展做出了一定的贡献。
我们将继续深入开展热分析工作,为更多新型材料的研究和应用提供重要支持。
热工学基础期末总结

热工学基础期末总结一、引言热工学是工程热力学的基础学科,主要研究能量的转化与传递规律,涉及到热能的产生、利用和转换。
通过本学期的学习,我对热工学的基本概念和原理有了更深入的理解,并且掌握了一些基本的计算方法和实际应用技能。
在此总结中,我将对本学期学习的内容进行回顾和总结,以加深对热工学的理解。
二、热力学基本概念与原理1. 热力学系统:热力学系统是指一个物体或一组物体,通过边界与外界分隔开来,系统内部可以发生能量和物质的相互作用。
2. 热力学性质:包括压力、温度、体积、质量等,是描述系统状态的物理量。
3. 状态方程:描述热力学系统各状态参数之间的关系,例如理想气体状态方程和柯西状态方程等。
4. 热力学过程:系统从一个状态到另一个状态的变化过程,包括等温过程、等容过程、绝热过程等。
5. 热力学第一定律:能量守恒定律,系统的内能变化等于吸收的热量减去对外界做的功。
6. 热力学第二定律:能量的不可逆流动定律,热量只能从高温物体传向低温物体,不可逆过程总是产生熵增。
7. 热通量:单位时间内通过某个表面的热量。
8. 热工作:系统通过吸收的热量产生的对外界做的功。
三、热力学计算方法与工程应用1. 热力学图表:利用热力学图表可以根据系统参数的变化情况,直观地了解系统的状态变化和各个热力学性质的数值。
2. 热力学计算方法:可以根据系统参数和热力学性质的关系方程,计算系统的内能、熵、功、热量等。
3. 热力学循环:基于热力学的概念和原理,可以设计各种热力学循环来实现能源的转化和利用,例如卡诺循环、斯特林循环等。
4. 热力学工程应用:热力学的基本概念和原理在各个工程领域都有广泛的应用,例如燃烧工程、制冷工程、发动机等。
四、实例分析在本学期的实践教学环节中,我们开展了一系列的实验和工程应用案例分析,以加深对热工学的理解和应用。
例如,在燃烧工程实验中,我们通过控制不同燃料和氧气的比例,调整燃烧室内的温度和压力,从而改变燃烧过程的效果。
供暖设计课程设计总结

供暖设计课程设计总结一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握供暖设计的基本原理和方法,能够运用所学知识进行简单的供暖系统设计。
具体目标如下:1.掌握供暖系统的基本组成部分和工作原理。
2.了解不同类型的供暖设备及其选型依据。
3.熟悉供暖系统的设计流程和计算方法。
4.能够使用相关软件进行供暖系统的设计和模拟。
5.能够独立完成供暖系统的设计方案,并进行施工图的绘制。
情感态度价值观目标:1.培养学生对供暖工程的热情,提高学生对工程实践的认知。
2.培养学生团队合作精神,提高学生在工程实践中的沟通协调能力。
二、教学内容根据课程目标,教学内容主要包括以下几个部分:1.供暖系统的基本原理:包括供暖系统的定义、分类、基本组成部分及工作原理。
2.供暖设备的选型与布置:介绍不同类型的供暖设备,如散热器、地暖、风暖等,并讲解其选型依据和布置原则。
3.供暖系统的设计计算:讲解供暖系统的设计流程,包括热负荷计算、设备选型、管道布置等。
4.供暖系统施工图的绘制:介绍供暖系统施工图的绘制方法,讲解施工图的标注和常用符号。
三、教学方法为了达到课程目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:用于讲解供暖系统的基本原理、设备选型和设计计算方法。
2.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生更好地理解供暖系统的设计和施工。
3.实验法:学生进行供暖系统的实验操作,提高学生的动手能力和实际操作技能。
4.讨论法:鼓励学生在课堂上提问、发表观点,培养学生的思维能力和团队协作精神。
四、教学资源为了支持课程的开展,我们将准备以下教学资源:1.教材:《供暖系统设计》等相关教材,用于引导学生学习供暖系统的基本知识和设计方法。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,帮助学生更好地理解供暖系统的设计和施工。
4.实验设备:准备供暖系统实验所需的设备,如散热器、管道、阀门等,让学生能够亲自动手进行实验操作。
供热知识培训总结

供热知识培训总结
近日,我们参加了一场关于供热知识的培训,从中我们学到了许多知识和技能。
以下是本次培训的总结:
一、供热系统的构成
供热系统由锅炉、水泵、管道、阀门、散热器等组成。
它们共同构成了一个完整的供热系统,确保了热量的传输和散发。
二、供热系统的分类
供热系统可分为集中供热和分户供热两种。
集中供热是将热源、热网和用户分离,将热源集中在一个或几个地方,将热能通过管道输送到用户处。
分户供热是将热源、热网和用户集成在一个系统中,热源与热网相连,将热能输送到用户处。
三、供热系统的维护
供热系统的维护包括定期检查锅炉、水泵、管道、阀门、散热器等设施,保持其正常运转。
同时,还需要定期清洗管道、更换损坏的设施,确保系统的正常使用。
四、供热系统的节能措施
为了节约能源,供热系统需要采取一些措施,如加装节能设备、优化供热系统、调整供热方式等。
减少能耗,提高能源利用效率,对于环保和资源保护都有重要意义。
五、供热安全注意事项
供热系统在使用过程中,需要注意安全问题。
如避免火灾、爆炸等事故的发生,定期检查电气设施、防止管道漏气等。
同时,用户也
应注意使用安全,避免误操作等事故的发生。
以上是我们本次培训学到的供热知识,这些知识对于我们工作和生活中的供热问题有着重要的指导意义。
我们将会在今后的工作中,不断地学习和应用这些知识,为保障供热系统的正常运转和用户的使用安全而努力。
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热设计和热分析基础知识培训1 为什么要进行热设计在许多现代化产品的设计,特别是可靠性设计中,热的问题已占有越来越重要的地位:电子产品:高温对电子产品的影响:绝缘性能退化;元器件损坏;材料的热老化;低熔点焊缝开裂、焊点脱落。
从而导致整个产品的性能下降以至完全失效。
这对于无论民用或军用产品都是一个重要问题。
航天产品,如卫星、载人飞船等,对内部温度环境有非常严格的要求;再如宇航员的装备,既要保证宇航员的周围环境,又要灵活、轻便。
对于处于宇宙环境中的产品还要考虑超低温的影响等。
建筑方面:环保和节能的要求,冬季的保温和夏季的通风、降温等。
各种家电产品自身的热设计和对周围环境的影响。
实际上,热设计并不是什么新的东西,在日常生活中,在以往的产品中,都有意无意的使用了热设计,只是没有把它提高到科学的高度,仅仅凭经验在做。
比如:在电子产品的设计中,如何合理的布置发热元件,使其尽量远离对温度比较敏感的其它元器件;合理的安排通风器件(风扇等),通过机箱内、外的空气流动,使得机箱内部的温度不致太高;还有生产厂房中如何合理安排通风和排气设备,以及空调、暖气设备等,以达到冬季的保温和夏季的通风、降温要求,为工人提供一个较为舒适的工作环境。
家居方面,则通过暖气、风扇、空调等为居民提供一个较为舒适的生活环境。
各种载人的交通工具,如汽车、火车、飞机等也都需要考虑如何为乘客提供舒适的环境。
所有这些,说到底都是与热设计有关的问题,过去要求不高,凭经验就可以基本满足要求。
但是,随着技术的进步,要求越来越高,光凭经验就不够了。
1.1 热设计的目的根据相关的标准、规范或有关要求,通过对产品各组成部分的热分析,确定所需的热控措施,以调节所有机械部件、电子器件和其它一切与热有关的组份的温度,使其本身及其所处的工作环境的温度都不超过标准和规范所规定的温度范围。
对于电子产品,最高和最低允许温度的计算应以元器件的耐热性能和应力分析为基础,并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。
对于航天产品,必须同时考虑严酷的空间环境(超低温-269。
C、太阳辐射、轨道热等) 和内部的热环境,尤其是载人航天器,其热设计的要求也更加复杂和严格,难度也更大。
1.2 热设计的基本问题1.2.1 发生和耗散的热量决定了温升,因此也决定了任一给定结构的温度;1.2.2 热量以生热(其它能量形式->热能)、导热、对流及辐射进行传递,每种形式传递的热量与其热阻成反比;1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数;1.2.4 所有的热控系统应是最简单又最经济的,并适合于特定的电气和机械、环境条件,同时满足可靠性要求;1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行,当出现矛盾时,应进行权衡分析,折衷解决;1.2.6 热设计中允许有较大的误差–源于各种热条件的不确定性,例如同类电子元器件,其热耗的分散性;空气的湿度使得对流换热的效果有较大不同;1.2.7 热设计应考虑的因素:包括结构与尺寸、系统各组成部分的功耗、产品的经济性、与所要求的结构和元器件的失效率相应的温度极限、(对于载人航天还要考虑人能忍受的极限条件)、结构和设备、电路等的布局、工作环境(外部环境和内部环境)1.3 热设计应遵循的一些原则(主要针对电子产品)1.3.1 热设计应与电气设计、结构设计同时进行,使热设计、结构设计、电气设计相互兼顾;1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准;1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求,以保证整个产品均能在设定的热环境中长期正常工作。
1.3.4 每个元器件的参数选择及安装位置及方式必须符合散热要求;1.3.5 在进行热设计时,应考虑一定的设计余量,以免使用过程中因工况发生变化而引起的热耗散及流动阻力的增加。
1.3.6 在规定的使用期限内,热控系统(如风扇、加热器等)的故障率应比元件的故障率低;1.3.7 热设计应考虑产品的经济性指标,在保证热控要求的前提下使其结构简单、可靠且体积最小、成本最低;1.3.8 热控系统要便于监控与维护。
2 热设计的基本知识2.1某些基本概念(1) 温升指产品内部空气温度或结构、零部件、元器件温度与环境温度的差。
(2) 热耗指电子元器件或设备正常运行时产生的热量。
热耗不等同于功耗,功耗指器件或设备的输入功率。
一般电子元器件的效率比较低,大部分功率都转化为热量。
计算元器件温升时,应根据其功耗和效率计算热耗,知道大致功耗时,对于小功率设备,可认为热耗等于功耗,对于大功耗设备,可近似认为热耗为功耗的75%。
其实为给设计留一个余量,有时直接用功耗进行计算。
但注意电源模块的效率比较高,一般为70%~95 %,对同一个电源模块,输出功率与输入功率之比越小,效率越低。
热耗的单位为W。
(3) 热流密度单位面积上的传热量,单位W/m2。
(4) 热阻热量在热流路径上遇到的阻力,反映介质或介质间的传热能力的大小,定义为1W 热量所引起的温升大小,单位为℃/ W 或K / W。
用热耗乘以热阻,即可获得该传热路径上的温升。
(5) 导热系数表征材料导热性能的参数指标,它表明单位时间、单位面积、负的温度梯度下的导热量(热量从高温区域流向低温区域),单位为W/m ·K ·或W/m ·℃。
(6) 对流换热系数反映两种介质间对流换热的强弱,表明当流体与壁面的温差为1 ℃时,在单位时间通过单位面积的热量,单位为W/m ·K 或W/m ·℃(热量从高温物体流向低温物体) 。
(7) 层流与紊流(湍流)层流指流体呈有规则的、有序的流动,换热系数小,热阻大,流动阻力小;紊流指流体呈无规则、相互混杂的流动,换热系数大,热阻小,流动阻力大。
层流与紊流状态一般由雷诺数来判定。
在热设计中,尽可能让热耗大的关键元器件周围的空气流动为紊流状态,因为紊流时的换热系数会是层流流动的数倍。
(8)流阻反映流体流过某一通道时所产生的静压差。
单位- 帕斯卡(Pa)。
(9) 黑度实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比,在0~1 之间。
它取决于物体种类、表面状况、表面温度及表面颜色。
表面粗糙,无光泽,黑度大,辐射散热能力强。
(10) 雷诺数Re (Reynlods)雷诺数的大小反映了空气流动时的惯性力与粘滞力的相对大小,雷诺数是说明流体流态的一个相似准则数。
(11) 普朗特数Pr (Prandtl)普朗特数是说明流体物理性质对换热影响的相似准则数。
空气的Pr数可直接根据定性温度从物性表中查出。
(12) 努谢尔特数Nu(Nusseltl)反映出同一流体在不同情况下的对流换热强弱,是一个说明对流换热强弱的相似准则数。
2.2 热量传递的基本方式简单考虑流体情况下的正交异性瞬态热分析的基本方程:其中:T –温度T(x,y,z,t) (K 或C);t –时间(s);ρ - 密度(kg / m3);c –比热(J / kg / K);Kx,Ky,Kz –三个方向的导热系数(W/m · K 或W/m ·℃);Vx,Vy,Vz –三个方向的热质量迁移速度(kg / s)q’ - 单位体积的生热率(W / m3)热流传递方式:热量传递主要有三种方式:导热、对流和辐射,它们可以单独出现,也可能两种或三种形式同时出现。
(1) 导热:导热是在连续介质中由于存在温度梯度所产生的传热现象。
对于一块厚度L 的平板,若两表面保持温差ΔT,则平板两表面间的热流为:q = λ·A ·ΔT ·L = A ·ΔT / R(2-2)λ --- 导热系数,W/m · K 或W/m ·℃;A --- 导热方向上的截面面积,m2;R --- 导热热阻(1 / λ/ L), ℃/W根据方程的形式,可以看出,要增加热量传递q,可以增加导热系数,选用导热系数高的材料;增加导热方向上的截面积;减小导热方向上的距离。
当传递的热量一定时,增加导热系数、截面积或两个表面的距离,将使温差减小。
(2) 对流的基本方程:对流是由固体与流经其表面的流体之间存在的温差产生的换热现象。
流入固体表面的热流为:q = h·A ·(Ta-Tw) (2-3)h --- 对流换热系数,W/m2 · K 或W/m2 ·℃;A --- 有效对流换热面积,m2;tw --- 固体表面温度,℃;ta --- 周围介质温度,℃;由方程可见,要增强对流换热,可以加大换热系数和换热面积,或增大流体与固体之间的温差。
对流换热的方式又可分为自然对流换热和强迫对流换热。
(3) 辐射的基本方程:两个相互发生辐射的表面之间的辐射热交换为:其中:εi,εj --- 分别为两个表面黑度系数;Fij --- 表面i 到表面j 的视角系数。
即表面i 向空间发射的辐射落到表面j 的百分数。
Ai,Aj --- 分别为物体i,j 的有效辐射面积,m2 ;Ti, Tj --- 分别为物体i 和物体j 表面的绝对温度,K ;σ --- Stefan-Boltzmann 常数由方程可见,要增加辐射换热,可以提高热源表面的黑度和到冷表面的视角系数,增加表面积。
关于视角因子:面Ai 与面Aj 之间的视角因子定义为:其中:Ai、Aj –两个表面的面积;分割为若干小面积dAi、dAj;Ni、Nj - 小面积dAi、dAj 的法线;r - 小面积dAi、dAj 的距离;θi、θj –小面积dAi、dAj 的法线与r 的夹角。
2.3 增强热传递的方式以下一些具体的热传递增强方式就是根据基本传热方程来增加热的传递,反之则可以减少热的流失:(1) 增加有效传热面积;(2) 增加流过表面的风速,从而增大对流换热系数;(3) 增加扰动,破坏层流边界层,而紊流的换热强度是层流的数倍。
如换热壁面上的不规则凸起可以破坏层流状态,加强换热;针状散热器和翅片散热器的换热面积一样,而换热量却可以增加30%。
(4) 尽量减小导热界面的接触热阻。
在接触面可以使用导热硅胶(电绝缘性能好)或铝箔等材料。
(5) 设法减小热阻。
如在屏蔽盒等封闭狭小空间内的器件主要通过空气的受限自然对流和导热、辐射散热,由于空气的导热系数很小,所以热阻很大。
如果将器件表面和金属壳内侧通过导热绝缘垫接触,则热阻将大大降低,可减小盒内器件的温升。
相对而言,导热和辐射的传热方式比较单一,因此下面主要介绍两种对流换热方式–自然对流换热和强迫对流换热。
3 自然对流热设计当发热表面温升为40 ℃或更高时,如果热流密度小于0.04 W / cm,则一般可以通过自然对流的方式冷却。
自然对流主要通过空气受热膨胀产生的浮升力使空气不断流过发热表面,实现散热。