散热器尺寸设计计算方法
散热器尺寸设计计算方法
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散热器尺寸设计计算方法1.散热器面积计算:散热器的面积是散热效果的关键因素之一、根据散热器的材料、形状和工况要求,可以计算出散热器需要的面积。
常用的计算公式如下:A=Q/(U*ΔT)其中,A为散热器面积(m^2),Q为需要散热的功率(热量,W),U为散热器的总传热系数(J/(m^2·s·K)),ΔT为散热器的温差(K)。
2.散热器尺寸计算:散热器的尺寸也是影响散热效果的重要参数。
常用的尺寸设计计算方法有以下几种:(1)翅片间距计算:翅片间距是翅片散热器的一个重要参数,影响散热器的散热面积。
一般情况下,翅片间距需要与相邻的翅片高度相等,以确保散热面积充分利用。
翅片间距计算公式如下:S=H/(N+1)其中,S为翅片间距(m),H为散热器的高度(m),N为翅片数量。
(2)翅片厚度计算:翅片厚度会影响散热器的散热效果和机械强度,一般情况下,翅片厚度越小,散热效果越好。
根据散热器的散热面积和翅片的数量,可以计算出翅片的厚度。
翅片厚度计算公式如下:T=A/(N*L)其中,T为翅片厚度(m),A为散热器的面积(m^2),N为翅片数量,L为散热器的长度(m)。
(3)散热管直径计算:散热管的直径也是散热器的一个重要尺寸参数。
直径越大,散热效果越好,但同时也会增加材料成本。
根据散热器的总传热系数和散热管的数量,可以计算出散热管的直径。
D=sqrt((4Q)/(P*π*N))其中,D为散热管的直径(m),Q为需要散热的功率(W),P为散热管的壁厚(m),N为散热管的数量。
除了上面介绍的计算方法,根据具体的散热要求和特殊情况,也可以采用一些其他的尺寸设计计算方法。
需要根据实际情况选择合适的计算方法,确保散热器的散热效果和稳定性。
铝散热器计算参考
![铝散热器计算参考](https://img.taocdn.com/s3/m/f818d4ae112de2bd960590c69ec3d5bbfd0ada21.png)
铝散热器计算参考随着技术的发展,电器产品的性能不断提高,散热技术也日趋重要。
在电子设备中,由于电路元件的工作需要,会产生大量的热量,如果不能及时散发出去,就会引发故障、烧坏元件甚至引发火灾。
因此,散热器的设计和选择就显得尤为重要。
铝散热器是目前应用广泛的散热器类型之一,它具有散热效果好、重量轻、成本低、加工方便等优点。
下面将介绍铝散热器的计算参考方法。
首先,确定散热器的散热功率。
散热功率是指电器产品产生的热量。
一般来说,热量可通过以下公式计算:Q=P×t其中,Q为散热功率,单位为瓦特(W);P为电器产品的功率,单位为瓦特(W);t为电器产品工作时间,单位为小时(h)。
其次,根据散热功率计算散热器的表面积。
散热器的表面积决定了它的散热效果。
一般来说,散热器的表面积与散热功率成正比,比例系数可通过实际试验获得。
表面积可通过以下公式计算:A=Q/(K×ΔT)其中,A为散热器的表面积,单位为平方米(m²);Q为散热功率,单位为瓦特(W);K为散热系数,单位为瓦特/平方米-摄氏度(W/m²-℃);ΔT为散热器工作温度与周围环境温度之差,单位为摄氏度(℃)。
最后,根据散热器的表面积确定散热器的尺寸。
散热器的尺寸包括长度、宽度和高度。
一般来说,散热器的长度和宽度决定了其散热表面积,高度决定了其散热空间。
尺寸可以通过实际制造和测试获得,也可以通过以下公式计算:V=A×h其中,V为散热器的体积,单位为立方米(m³);A为散热器的表面积,单位为平方米(m²);h为散热器的高度,单位为米(m)。
在设计和选择铝散热器时,还需要考虑以下因素:1.散热器的材质。
铝散热器由于铝的导热性好、重量轻、成本低等特点,被广泛应用于各个领域。
2.散热器的结构。
散热器的结构决定了其散热效果。
一般来说,散热器可以采用鳍片式、风扇式等不同结构形式。
3.散热器的安装方式。
散热器可以通过风冷、水冷等不同的方式进行安装。
记住这13个数学公式,3步搞定自然冷却散热器尺寸
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文章来源:安世亚太官方订阅号(搜索:peraglobal)对于没有太多热设计经验的人来说,散热器尺寸的计算可能是显得比较麻烦。
有不少商业软件,输入你的要求,便可以帮你设计合理的散热器,以满足相应的散热要求。
如果无法使用该类型的散热器设计软件,则可以使用数学公式,来进行一些快速计算,在满足热源所需温度的前提下,以设计得到合理的散热器大小尺寸。
第一步:散热器设计假定通过做一些简化假设,可以手动或使用电子表格进行散热器的分析设计。
设定热源的温度要求,将计算出散热器的尺寸要求。
图1 板翅散热器的几何尺寸图1为一个典型的板翅散热器几何示意图。
这种散热器通常用来冷却LED灯具、Mos管等等。
对于这样一个散热器而言,需要确定6个数值。
为了减少计算的复杂性,需要做以下假定:翅片厚度t、基板厚度b导致的面积比散热器整体的面积小很多;散热器的导热率足够大,以至于散热器表面的温升比较均匀,与热源的温度近似相等;散热器的长宽与热源相同,并且散热器安装与热源的中心位置;热源与散热器基本紧密接触。
上述假定将对散热器的计算产生一些误差. 但是,进行此类计算,主要是为了粗略计算散热器的尺寸大小,然后再使用更加复杂的计算方法、或者软件来改进散热器的设计。
所以,假定引起的误差可以忽略。
如图1所示,本案例分析的散热器,处于自然对流和辐射换热的工况下,其板翅翅片垂直放置。
自然对流计算散热器尺寸的限制,首先必须考虑散热器的深度L和高度H,其次在L和H的基础上,可以对散热器的宽度W, 散热器翅片的间隙s,散热器翅片的个数N 进行计算。
自然对流换热量Qc1,主要是从散热器的表面A1散发的热量,如图2所示。
这部分热量通过下式来控制:(1)这里:是热源的温度,是环境的空气温度(2)面积A1对应的对流换热系数h1 可以使用公式3来计算。
这个公式适合于自然对流垂直表面的工况。
面积A1包含散热器水平面的小尺寸面积。
对于自然对流而言,水平面和垂直面的换热差异不是很明显,当然,水平面的换热能力相对弱小一些。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/191e7e1f302b3169a45177232f60ddccdb38e658.png)
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。
散热器尺寸设计计算办法
![散热器尺寸设计计算办法](https://img.taocdn.com/s3/m/3f463871ff4733687e21af45b307e87101f6f8c9.png)
散热器尺寸设计计算办法
一、散热器尺寸设计原则
1、尽量缩短散热器和机械系统之间的体积,减少机械阻力。
2、尽量减少散热器尺寸,为后期组装及安装提供更多空间。
3、尽量增大内外表面积,保证散热器合理及有效的使用散热效率。
4、按照热负荷型号确定体积大小,且尽量压缩散热器尺寸,即减少散热器长度和宽度,以提高热传导效率。
二、散热器尺寸设计具体计算
1、热负荷计算:
热负荷是指每小时需要外界加热源提供的热量,单位是千焦(KJ)。
一般将热负荷分为三种:
(1)有固定输入功率的机械设备
由机械设备的实际功率可计算出机械设备的需要加热的热量,即机械设备的热负荷。
(2)有固定温度的机械设备
机械设备的热负荷可由其温度的改变量和密度等物理参数计算出来,具体计算公式为:
热负荷=物体所换热量(KJ)=易蒸发量(Kg)*全比焓*温差(℃)(3)有固定温升量的机械设备
机械设备的热负荷可由其实际功率及温升量计算出来,具体计算公式为:。
散热器的计算公式
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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。
散热器简化设计计算方法.
![散热器简化设计计算方法.](https://img.taocdn.com/s3/m/814d17cff90f76c661371ad1.png)
散热器设计计算方法一.散热量Q的计算1.基本计算公式:Q=S×W×K×4.1868÷3600 (Kw)式中:①.Q —散热器散热量(KW)=发动机水套发热量×(1.1~1.3)②.S —散热器散热面积(㎡)=散热器冷却管的表面积+2×散热带的表面积。
③.W —散热器进出水、进出风的算术或对数平均液气温差(℃),设计标准工况分为:60℃、55℃、45℃、35℃、25℃。
它们分别对应散热器允许适用的不同环境大气压和自然温度工况条件。
④.K —散热系数(Kcal/m.h.℃)。
它对应关联为:散热器冷却管、散热带、钎焊材料选用的热传导性能质量的优劣;冷却管与散热带钎焊接合率的质量水平的优劣;产品内外表面焊接氧化质量水平的优劣;冷却管内水阻值(通水断面积与水流量的对应关联—水与金属的摩擦流体力学),散热带风阻值(散热带波数、波距、百叶窗开窗的翼宽、角度的对应关联—空气与金属的摩擦流体阻力学)质量水平的优劣。
总体讲:K值是代表散热器综合质量水平的关键参数,它包容了散热器从经营管理理念、设计、工装设备、物料的选用、采购供应、制造管理控制全过程的综合质量水平。
根据多年的经验以及数据收集,铜软钎焊散热器的K值为:65~95 Kcal/m2.h.℃;改良的簿型双波浪带铜软钎焊散热器的K值为:85~105 Kcal/m2.h.℃;铝硬钎焊带电子风扇系统的散热器的K值为:120~150 Kcal/m2.h.℃。
充分认识了解掌握利用K值的内涵,可科学合理的控制降低散热器的设计和制造成本。
准确的K值需作散热器风洞试验来获取。
⑤.4.1868和3600 —均为热能系数单位与热功率单位系数换算值⑥.发动机水套散热量=发动机台架性能检测获取或根据发动机升功率、气门结构×经验单位系数值来获取。
二、计算程序及方法1.散热面积S(㎡)S=冷却管表面积F1+2×散热带表面积F2F1={ [2×(冷却管宽-冷却管两端园孤半径)]+2π冷却管两端园孤半径}×冷却管有效长度×冷却管根数×10-6F2=散热带一个波峰的展开长度×一根散热带的波峰数×散热带的宽度×散热带的根数×2×10-62.算术平均液气温差W(℃)W=[(进水温度+出水温度)÷2]-[(进风温度+出风温度)÷2]常用标准工况散热器W值取60℃,55℃,增强型取45℃,35℃。
散热器尺寸设计计算方法
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散热器尺寸设计计算方法
1.确定散热器的散热要求:根据设备功率和工作环境的最高温度,计
算出散热器需要散发的热量。
2.计算表面积:散热器的表面积与散热能力直接相关,表面积越大,
散热能力越强。
可以通过以下公式计算表面积:
表面积=热量/散热系数/温度差
其中,热量是散热器需要散发的热量,散热系数是散热器的散热能力
的衡量指标,温度差是设备工作温度与环境温度的差值。
3.确定散热器的高度、宽度和厚度:散热器的高度、宽度和厚度决定
了其表面积。
高度:高度可以根据散热器安装位置和空间约束来确定,一般可以选
择设备高度的1-2倍。
宽度:宽度可以根据散热器的表面积和高度来计算,计算公式为:
宽度=表面积/(高度*2)
厚度:厚度一般根据散热器的制造工艺和散热器的材料来确定,一般
选择1-3mm。
4.进行热流模拟:可以使用有限元分析等软件对散热器进行热流模拟,验证设计的合理性和效果。
5.对散热器设计进行优化:根据实际情况,对散热器的尺寸进行调整
和优化,以提高散热性能。
值得注意的是,散热器的尺寸设计仅仅是一个初步的估算和设计,实际制造时还需要考虑材料的热导率、散热片的间距和密度等因素。
此外,不同类型的散热器(如风冷散热器、水冷散热器)的尺寸设计方法也有所差异,需要根据具体的散热器类型进行相应的设计计算。
总之,散热器尺寸设计是一个综合考虑功率、散热要求、工作环境等因素的过程,需要综合运用工程经验、计算公式和热力学原理,以保证散热器的散热效果和设备的稳定运行。
散热器尺寸设计计算办法
![散热器尺寸设计计算办法](https://img.taocdn.com/s3/m/54e0819048649b6648d7c1c708a1284ac85005f4.png)
散热器尺寸设计计算办法散热器是一种用于散热或降温的装置,广泛应用于各种领域,如电子设备、车辆、建筑等。
在设计散热器尺寸时,需要考虑散热的效果、材料的热导率、风流的流速等因素。
下面将介绍散热器尺寸设计的一般计算方法。
1.计算散热功率:首先,需要确定要散热的对象的散热功率。
散热功率一般由设备的工作功率决定,可以通过查看设备的技术规格书或测量获得。
如果设备是功率变化的,可以选择峰值功率或平均功率作为散热器所需散热功率。
2.散热器的热阻计算:散热器的热阻是指单位面积上的热阻,用于表示材料对热量的阻抗。
根据基本的热传导原理,热阻(R)等于材料的厚度(d)除以热传导系数(k),再除以材料的面积(A):R=d/(k*A)3.确定散热器材料:散热器常用的材料包括铝、铜和钛等。
这些材料的热导率不同,也会影响散热器的散热效果。
一般而言,铜的热导率比铝高,但成本也更高。
根据预算和实际需求,选择适当的材料。
4.散热器的换热面积计算:散热器的换热面积决定了它能够散发多少热量。
换热面积可以通过散热计算公式计算得出:A=Q/(U*ΔT)其中,A为换热面积,Q为散热功率,U为局部换热系数,ΔT为散热器的温度差。
5.散热器的尺寸计算:在获得换热面积后,可以根据散热器的形状和布局来计算尺寸。
常用的散热器形状包括片式、螺旋形和圆柱形等。
分别计算每个面的面积,然后将它们相加得到实际散热器的面积。
尺寸的选择还需要考虑到其他方面,如机械强度、制造成本、安装和维护等因素。
总结:散热器尺寸的设计计算是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素。
上述所述的计算方法只是一种基本的指导,实际设计中还需要结合具体的应用需求和材料特性进行调整。
同时,还应关注散热器与设备的热耦合问题,以确保高效、可靠的散热效果。
散热器的参数定义及计算公式
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散热器的参数定义及计算公式
在电子电路设计当中,散热是始终需要面对的一个问题。
成品的效率再高,散热不好,也算不上一件合格的产品。
想要设计出良好的散热性,就要进行一系列的参数计算,并且熟悉工作条件、尺寸大小、安装方式等因素。
本篇文章就将介绍一种散热器的参数计算方法,并给出较为详细的过程。
首先是硬件方面,选择散热器的底板大小比元器件安装面略大一些即可,因为安装空间的限制,散热器主要依靠与空气对流来散热,超出与元器件接触面的散热器,其散热效果随与元器件距离的增加而递减。
对于单肋散热器,如果所需散热器的宽度在表中空缺,可选择两倍或三倍宽度的散热器截断即可。
关于散热器选择的计算方法
参数定义:
Rt───总内阻,℃/W;
Rtj───半导体器件内热阻,℃/W;
Rtc───半导体器件与散热器界面间的界面热阻,℃/W;
Rtf───散热器热阻,℃/W;
Tj───半导体器件结温,℃;
Tc───半导体器件壳温,℃;
Tf───散热器温度,℃;
Ta───环境温度,℃;
Pc───半导体器件使用功率,W;
ΔTfa───散热器温升,℃;
散热计算公式:。
散热器尺寸设计计算办法
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对于表面做镀黑处理的散热器辐射换热量约为对流换热量的40%。
则散热器的总换热量为
5.模块功耗 的计算:可近似用变频器功率*2.5%作为模块的功耗。
结论:通过计算的Q与实际模块的损耗值P进行对比,如果超出很多说明散热器的设计冗余较大。
二.
1.散热器与空气的表面对流换热系数 的计算:
其中
:散热器长度
ห้องสมุดไป่ตู้:翅片高度
n:翅片个数
3.空气温度 取45℃。
4.散热器平均温度 的计算
自然冷却时,散热器均稳性能较好,在环境温度为45℃时,我司测试标准为散热器NTC最大温升45℃,此时散热器的平均温升约40℃,,取5℃的安全余量,散热器平均温度75℃。
则散热器的对流换热量
辐射换热量
对于表面未做处理的散热器辐射换热量约为对流换热量的25%。
散热器尺寸设计计算方法
判断依据:
其中 :散热器换热量,W
:散热器与空气的表面对流换热系数,W/(m2*K)
:散热器表面积,m2
:散热器平均温度,℃
:空气温度,℃
一.自然冷却
对流换热量
1.散热器与空气的表面对流换热系数 的计算:
自然冷却, 可以近似取5W/(m2*K)
2.散热器表面积 的计算:
散热器的表面积可近似为翅片的表面积
4.散热器平均温度 的计算
强迫风冷时,散热器均稳性能较差,在环境温度为45℃时,我司测试标准为散热器NTC最大温升45℃,此时散热器的平均温升约30℃,取5℃的安全余量,散热器平均温度升25℃,此时散热器温度为70℃。
强迫风机不计算辐射换热量
则散热器的近似对流换热量
5.模块功耗 的计算:可近似用变频器功率*2.5%作为模块的功耗。
散热器计算方法
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散热器计算方法之对数平均温差法已知:散热量Q ,初步设计散热器长L ,宽W ,空气侧和水侧的进口温度tin ,出口温度tout (空气侧下标为1,水侧下标为2);设计选取空气侧和水侧的翅高n ,翅宽nw ,翅厚h ,空气侧流动速度v ;根据其平均温度,分别选取空气侧和水侧密度ρ,比热容c,动力粘度η,普朗特数Pr,流体导热系数λ;计算过程:1、流通截面积A=h nw n W *L*nw h nw h n )(*)( ;当量直径de=2hnw h n h nw h n )(*)(2、空气体积流量qv 1=v 1*A ,空气质量流速qm 1=ρ1*qv 1/A 1;3、水侧流量由Q=c 2*q 2*Δt 2得质量流量q 2,则质量流速qm 2=q 2/A 1,同样可求得qv 2和v 2;4、雷诺数Re=e d qm *5、f 值:f =[1.82*lg(Re)-1.64]-26、努谢尔特数:当Re=2300-106时,Nu=ct H de *](1[*1)-(Pr *f/8*12.71Pr *1000)-(Re *8f 3/22/3 ;其中,对于气体ct=45.0)(w ft t ,对于液体ct=01.0Pr Pr (w f 当Re <2300时,Nu=14.03/1)(/Pr Re*(86.1wf de H ;f ,w 分别表示以流体平均温度及壁面温度所得值;7、计算对流换热系数h=Nu*λ/de ;8、计算传热系数K=2121111S S h h 9、对数平均温差ΔT=)()()()(21212121tin tout tout tin In tin tout tout tin ;10、容积紧凑系数,即面容比:R=)()2(2)()2(22122221111h n n nw h nw n h n n nw h nw n 11、P=两流体进口温度差冷流体加热度R=冷流体加热度热流体冷却度由P 和R 值查取 值12、散热面积S=Q/( K)/ΔT则散热器芯体高H=S/R/(W*L )散热器计算方法之ε-NTU法1~8和对数平均温差法相同。
散热器设计的基本计算
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散热器设计的基本计算1.散热功率计算:散热器主要的功能是将设备产生的热量迅速散发出去。
在设计散热器时,首先需要计算散热功率,即设备需要散发的热量。
散热功率的计算公式为:Q=P×R其中,Q为散热功率,单位为W;P为设备的功率,单位为W;R为散热器的散热系数,单位为W/℃。
2.散热面积计算:散热面积是散热器的一个重要参数。
散热面积越大,散热器的散热效果越好。
散热面积的计算公式为:A=Q/(h×ΔT)其中,A为散热面积,单位为m²;Q为散热功率,单位为W;h为热对流换热系数,单位为W/(m²·℃);ΔT为设备的工作温度与环境温度之差,单位为℃。
3.散热器材料选择:散热器的材料也会影响其散热性能。
一般来说,散热器的材料应具有良好的导热性能和强度。
常用的散热器材料有铝、铜、铝合金等。
不同的材料具有不同的热传导系数,选择合适的材料可以提高散热器的散热效果。
4.热传导性能计算:热传导性能是指散热器材料的导热能力。
我们可以通过热阻来衡量热传导性能。
热阻的计算公式为:Rt=L/(k×A)其中,Rt为热阻,单位为℃/W;L为材料的长度,单位为m;k为材料的热导率,单位为W/(m·℃);A为散热器的截面面积,单位为m²。
5.散热器的结构设计:散热器的结构设计也是散热器设计的重要部分。
在结构设计时,需要考虑到散热面积的最大化和散热器的流体阻力。
通常,散热器的散热面积可以通过增加散热片的数量和密度来实现。
而流体阻力则可以通过优化散热片的形状和间距来降低。
总之,散热器的设计需要考虑到多个因素,包括散热功率、散热面积、材料选择、热传导性能和结构设计等。
通过合理的计算和设计,可以达到提高散热效果的目的。
散热器简化设计计算方法
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散热器简化设计计算方法散热器是一种用于提高散热效率的设备,其主要功能是将热量从热源中传导出来,以保持设备的正常运行温度。
在设计散热器时,需要考虑散热材料的导热性能、散热面积和风扇的送风量等因素。
下面我们将介绍一种简化的散热器设计计算方法。
首先,计算散热器的理论散热功率。
理论散热功率是指需要散热器冷却的热量总量。
一般来说,可以通过以下公式计算:P=m*c*ΔT其中,P为散热功率,m为热源的质量,c为热源的比热容,ΔT为热源的温度差。
其次,计算散热器的热阻。
热阻是指热量通过散热器时所遇到的阻力,用于描述散热器的散热效率。
一般来说,可以通过以下公式计算:Θ=ΔT/P其中,Θ为散热器的热阻,ΔT为散热器的温度差,P为散热功率。
然后,根据散热器的热阻和散热材料的导热性能来确定散热器的尺寸。
一般来说,散热器的尺寸越大,散热效果越好。
因此,我们可以通过以下公式计算散热器的尺寸:A=Θ/k其中,A为散热器的散热面积,Θ为散热器的热阻,k为散热材料的导热系数。
最后,确定散热器的风扇送风量。
风扇的送风量越大,散热效果越好。
因此,我们可以通过以下公式计算送风量:Q=m*v其中,Q为风扇的送风量,m为空气的质量,v为风扇的速度。
综上所述,散热器的设计可以通过计算散热功率、热阻、散热面积和送风量来确定散热器的尺寸和散热效果。
当然,实际设计中还需要考虑更多因素,如散热器的布局、材料的选择等。
这只是一种简化的设计计算方法,实际设计中还需根据具体情况进行调整和优化。
散热器到底如何计算
![散热器到底如何计算](https://img.taocdn.com/s3/m/907ed4d289eb172ded63b76c.png)
一、7805 设计事例设I=350mA,Vin=12V,则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W。
按照TO-220封装的热阻θJA=54℃/W,温升是132℃,设室温25℃,那么将会达到7805 的热保护点150℃,7805 会断开输出。
二、正确的设计方法是:首先确定最高的环境温度,比如60℃,查出民品7805 的最高结温Tj(max)=125℃,那么允许的温升是65℃。
要求的热阻是65℃/2.45W=26℃/W。
再查7805 的热阻,TO-220 封装的热阻θJA=54℃/W,TO-3 封装(也就是大家说的“铁壳”)的热阻θJA=39℃/W,均高于要求值,都不能使用(虽然达不到热保护点,但是超指标使用还是不对的),所以不论那种封装都必须加散热片。
资料里讲到加散热片的时候,应该加上4℃/W 的壳到散热片的热阻。
计算散热片应该具有的热阻也很简单,与电阻的并联一样,即54//x=26,x=50℃/W。
其实这个值非常大,只要是个散热片即可满足。
三、散热片尺寸设计散热片计算很麻烦的,而且是半经验性的,或说是人家的实测结果。
基本的计算方法是:1.最大总热阻θja =(器件芯的最高允许温度TJ -最高环境温度TA )/ 最大耗散功率其中,对硅半导体,TJ 可高到125℃,但一般不应取那么高,温度太高会降低可靠性和寿命。
最高环境温度TA 是使用中机箱内的温度,比气温会高。
最大耗散功率见器件手册。
2.总热阻θja=芯到壳的热阻θjc +壳到散热片的θcs +散热片到环境的θsa其中,θjc 在大功率器件的DateSheet 中都有,例如3---5θcs 对TO220 封装,用2 左右,对TO3 封装,用3 左右,加导热硅脂后,该值会小一点,加云母绝缘后,该值会大一点。
散热片到环境的热阻θsa 跟散热片的材料、表面积、厚度都有关系,作为参考,给出一组数据例子。
a.对于厚2mm 的铝板,表面积(平方厘米)和热阻(℃/W)的对应关系是:中间的数据可以估计了。
散热器如何选型及计算
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散热器如何选型及计算散热器是用来散热的设备,广泛应用于电子设备、机械设备、汽车等各个行业。
选型和计算散热器的主要目的是确保设备能够良好地散热,避免过热导致设备故障或者损坏。
以下是关于散热器选型和计算的详细内容。
一、散热器选型:1.确定散热器类型:根据具体的应用场景和要求,选择合适的散热器类型,如散热片、风冷散热器、水冷散热器等。
2.计算散热器尺寸:根据散热器所能承载的功率和散热区域的限制,计算散热器的尺寸,包括长度、宽度和高度等。
3.确定散热器材质:根据具体的散热要求和环境条件,选择合适的散热器材质,如铜、铝、不锈钢等。
4.确定散热器安装方式:根据散热器的应用场景和要求,确定散热器的安装方式,如板式安装、贴片安装等。
5.考虑附件需求:根据具体的应用场景和要求,考虑是否需要配备散热风扇、水泵等附件,以提高散热效果。
二、散热器计算:1.确定散热功率:根据设备的功率消耗和工作条件,计算散热器所需的散热功率。
常用公式为:散热功率=(设备最高工作温度-设备环境温度)/散热器散热系数。
2.计算散热面积:根据散热功率和材料的导热性能,计算散热器所需的散热面积。
常用公式为:散热面积=散热功率/(材料导热系数×温度差)。
3.确定散热器尺寸:根据散热面积和散热器的设计限制,计算散热器的尺寸。
通常,散热器的表面积越大,散热效果越好。
4.选择散热器材料和结构:根据散热功率和散热器尺寸,选择合适的散热器材料和结构。
铜和铝是常用的散热材料,具有良好的导热性能。
5.考虑散热风扇或水泵:根据散热要求和工作条件,选择合适的散热风扇或水泵。
风扇的选择要考虑空气流量和风压,水泵的选择要考虑水流量和扬程。
散热器尺寸设计计算方法(一)
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散热器尺寸设计计算方法(一)引言概述:
散热器尺寸设计计算方法在热传导领域起着至关重要的作用。
正确的散热器尺寸设计能有效降低系统温度,提高热交换效率,确保设备的可靠运行。
本文将介绍散热器尺寸设计的基本原理和计算方法。
一、散热器尺寸设计的基本概念
1. 散热器的基本功能和作用
2. 散热器尺寸设计的重要性
3. 散热器尺寸设计的基本参数
二、散热器尺寸设计的传热计算方法
1. 热传导理论和公式
a. 热传导方程
b. 热传导系数的计算
2. 散热器的传热特性
a. 散热器的传热表面积计算
b. 散热器的传热效率计算
三、散热器尺寸设计的流体力学计算方法
1. 流体力学基础
a. 流体的流动特性
b. 流体的流动方程
2. 散热器的流体力学性能
a. 散热器的流体阻力计算
b. 散热器的流体速度分布计算
四、散热器尺寸设计的材料力学计算方法
1. 材料力学基本原理
a. 杨氏模量和泊松比的计算
b. 应力和应变的关系
2. 散热器的材料力学性能
a. 散热器的结构强度计算
b. 散热器的材料疲劳寿命计算
五、散热器尺寸设计的实际案例分析
1. 散热器尺寸设计实例1:电子设备散热器尺寸设计
2. 散热器尺寸设计实例2:汽车发动机散热器尺寸设计
3. 散热器尺寸设计实例3:工业设备散热器尺寸设计
总结:
通过本文的介绍,我们了解了散热器尺寸设计计算方法的基本原理和步骤。
合理的散热器尺寸设计能够有效提高散热效率,确保设备的可靠运行。
在实际应用中,我们需要根据具体的系统要求和材料特性来进行尺寸设计计算,以满足不同领域和应用的需求。
散热器面积计算表
![散热器面积计算表](https://img.taocdn.com/s3/m/68a8a387ab00b52acfc789eb172ded630b1c98f6.png)
散热器面积计算表散热器面积计算表是用于计算散热器表面积的一种工具。
散热器是用于散热的设备,广泛应用于电子设备、汽车发动机、工业设备等领域。
散热器的表面积大小决定了其散热效果的好坏,因此,对于设计和选型散热器来说,计算散热器表面积非常重要。
参数,值------,----长度, 30 cm宽度, 20 cm高度, 10 cm材料,铝散热器形状,矩形散热要求,100 W/cm²根据上表中给出的参数,可以按照以下步骤计算散热器的表面积:1. 计算散热器的底面积:底面积 = 长度×宽度= 30 cm × 20 cm = 600 cm²。
2. 计算散热器的侧面积:侧面积 = (长度× 高度)× 2 + (宽度× 高度)× 2 = (30 cm × 10 cm)× 2 + (20 cm × 10 cm)× 2 = 600 cm² + 400 cm² = 1000 cm²。
3. 计算散热器的表面积:表面积 = 底面积 + 侧面积= 600 cm² + 1000 cm² = 1600 cm²。
4. 根据散热要求,计算散热器的最小表面积:最小表面积 = 散热要求 / 散热器形状= 100 W/cm² / 10 cm² = 10 cm²。
5.判断散热器的实际表面积是否满足最小要求:如果实际表面积大于最小表面积,则散热器满足散热要求;如果实际表面积小于等于最小表面积,则散热器不满足散热要求。
散热器面积计算表的使用可以帮助工程师设计和选择合适的散热器,确保散热器的散热效果达到要求。
同时,散热器面积计算表也可以用于评估现有散热器的散热性能,从而优化散热系统。
对于需要大量使用散热器的领域,如电子设备制造和汽车工业,散热器面积计算表的使用可以提高工作效率,降低成本。
汽车散热器选择的计算方法
![汽车散热器选择的计算方法](https://img.taocdn.com/s3/m/ee4781966bec0975f465e20c.png)
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。
散热器如何选型及计算
![散热器如何选型及计算](https://img.taocdn.com/s3/m/e549330c82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b376.png)
散热器如何选型及计算散热器的选型和计算对于电子设备的正常工作和寿命有着重要的影响。
下面将通过以下几个方面来详细介绍如何选型和计算散热器。
1.热量产生量的计算:首先,需要计算电子设备产生的热量。
可以通过以下公式来计算:Q=P*t其中,Q表示热量(单位为焦耳J),P表示功率(单位为瓦特W),t表示时间(单位为秒s)。
通常情况下,可以根据设备的额定功率来计算。
2.散热器的热阻计算:散热器的热阻(单位为摄氏度/W)表示散热器对热量的传导能力。
热阻越小,散热能力越强。
通过以下公式来计算:R=(Tj-Ta)/P其中,R表示散热器的热阻,Tj表示芯片的最高温度(单位为摄氏度℃),Ta表示环境温度(单位为摄氏度℃),P表示功率。
3.散热器的尺寸和形状:散热器的选择应根据设备的尺寸和形状来确定。
尺寸和形状不仅应能适应设备的安装空间和外观要求,还应兼顾散热效果。
通常来说,散热器的表面积越大,散热能力越强。
同时,散热器的形状也会影响散热效果,如片状、鳍片状、风扇式等。
4.散热器材料的选择:散热器的材料也会影响散热效果。
常见的材料包括铝合金、铜、铜/铝复合材料等。
铜的导热性能较好,但成本较高;铝合金成本较低,但导热性能相对较差。
选择材料时需要综合考虑造价和散热效果。
5.辅助散热措施:散热器常常需要与风扇、散热片等辅助措施配合使用,以增强散热效果。
风扇的选择应注意风量、转速和噪音等因素;散热片的选择应考虑散热面积和形状。
同时,也可以采用其他辅助散热措施,如热管、热界面材料等。
6.测试和验证:在选型和计算完成后,还需要进行测试和验证,以确保散热器的散热效果符合要求。
可以通过测量芯片温度和散热器表面温度来评估散热效果,并根据需求进行调整。
综上所述,选型和计算散热器需要考虑热量产生量、热阻、尺寸和形状、材料选择、辅助散热措施等因素,同时还需要进行测试和验证。
只有在综合考虑了这些因素并进行了合理的计算和选型后,才能选择到适合设备需求的散热器。
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n:翅片个数
3.空气温度 取45℃。
4.散热器平均温度 的计算
强迫风冷时,散热器均稳性能较差,在环境温度为45℃时,我司测试标准为散热器NTC最大温升45℃,此时散热器的平均温升约30℃,取5℃的安全余量,散热器平均温度升25℃,此时散热器温度为70℃。
强迫风机不计算辐射换热量
则散热器的近似对流换热量
二.
1.散热器与空气的表面对流换热系数 的计算:
对于直径120mm以下尺寸轴流风机 可近似取30W/(m2*K)
对于直径120mm以上尺寸轴流风机 可近似取45W/(m2*K)
对于大型离心风机, 可近似取60W/(翅片的表面积
其中 :散热器长度
散热器尺寸设计计算方法
散热器尺寸设计计算方法
判断依据:
其中 :散热器换热量,W
:散热器与空气的表面对流换热系数,W/(m2*K)
:散热器表面积,m2
:散热器平均温度,℃
:空气温度,℃
一.自然冷却
对流换热量
1.散热器与空气的表面对流换热系数 的计算:
自然冷却, 可以近似取5W/(m2*K)
2.散热器表面积 的计算:
辐射换热量
对于表面未做处理的散热器辐射换热量约为对流换热量的25%。
则散热器的总换热量为
对于表面做镀黑处理的散热器辐射换热量约为对流换热量的40%。
则散热器的总换热量为
5.模块功耗 的计算:可近似用变频器功率*%作为模块的功耗。
结论:通过计算的Q与实际模块的损耗值P进行对比,如果超出很多说明散热器的设计冗余较大。
5.模块功耗 的计算:可近似用变频器功率*%作为模块的功耗。
结论:通过计算的Q与实际模块的损耗值P进行对比,如果超出很多说明散热器的设计冗余较大。
散热器的表面积可近似为翅片的表面积
其中
:散热器长度
:翅片高度
n:翅片个数
3.空气温度 取45℃。
4.散热器平均温度 的计算
自然冷却时,散热器均稳性能较好,在环境温度为45℃时,我司测试标准为散热器NTC最大温升45℃,此时散热器的平均温升约40℃,,取5℃的安全余量,散热器平均温度75℃。
则散热器的对流换热量