《产品的热设计》PPT课件
电子产品热传设计-散热片的选择与设计
2. 挤型(Extrusion)散热片: 挤型的制造方式是由将材料在高压下强制流入 模孔中成形而使得固体转换为等截面的连续长 条。挤形是散热片制造中最广泛使用的方式, 设备投资的经额中等。可经由横切的方式产生 矩形的针状散热片,可产生锯齿状的鳍片以增 加10~20%的效能,但会降低挤型的速度。挤型 的高宽比限制可高到6,使用特殊模具设计时 则可到10的高宽比。
4. 散热片表面处理: 散热片表面做耐酸铝(Alumite) 或阳极处理可以增加辐射性能而增加
散热片的散热效能,一般而言,和颜色是白色或黑色关系不大。表面突起的 处理可增加散热面积,但是在自然对流的场合,反而可能造成空气层的阻碍, 降低效率。
上述之设计方式仅供散热片设计之参考,实际散热片设计时还需考虑与 组件以及环境的配合,尤其是高效能散热片的设计需配合实验量测验证以及 CFD 的分析模拟。
因此为了满足未来电子散热的需求,在散热片的形状、材料及制程上都必须 有更新的技术,此外整合其他散热组件的设计方式的也可以增加应用时的效率。 本次将介绍散热片的种类及制程,散热片的应用以及未来的设计需求。
&散热片的种类&
许多的散热片设计由于忽略了制造的概念,使得研发产品的可靠度及成本成 为最后量产的障碍。由制造方式来看,气冷的散热片可分为下面几种,如图一所 示,表一则为制程性能参数的整理。
表二各种不同散热片的材料比较
#散热片设计的一般原则#
接着我们进一步讨论散热片的详细的设计细节,首先介绍一般的方式, 这些点单的方法可以对一些应用简单的散热片设计提供设计标准: 1.包络体积以散热片的设计而言这里介绍一个简易的方法也就是包络体积的观 念所谓包络体积是指散热片所占的体积如果发热功率大,所需的散热片体积 就比较大。散热片的设计可就包络体积做初步的设计然后再就散热片的细部 如鳍片及底部尺寸做详细设计。发热瓦数和包络体基的关系如下式所示。
最全的热设计基础知识及flotherm热仿真(精品课件)
✓ 强迫空气冷却是一种较好的冷却方法。 ✓ 热管的传热性能比相同的金属导热要高几十倍,且两端的温差很小。
1)为最常见的界面导热材料,常采用印刷或点涂方式进行施加。 2)用于散热器和器件之间,散热器采用机械固持,最主要的优点为维修方便, 价格便宜。 3)因可以很好的润湿散热器和器件表面,减小接触热阻,所以其导热热阻很 小, 适合大功率器件的散热。 4)使用时需要印刷或点涂,操作费时,工艺控制要求较高,难度大。
精品 PPT
热设计的基础概念
问题:热的单位是什么? 是℃?
热是能量的形态之一。与动能、电能及位能等一样,也存在 热能。热能的单位用“J”(焦耳)表示。1J能量能在1N力的作用 下使物体移动1m,使1g的水温度升高0.24℃。 1J=1N·m
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热设计的基础概念
设备会持续发热。像这样,热量连续不断流动时,用“每秒 的热能量”来表示会更容易理解。单位为“J/s”。J/s也可用“W” (瓦特)表示。
L—— 特征尺寸,m; u—— 流体速度,m/s; cp—— 比热容,kJ/(kg·K); μ—— 动力粘度,Pa·s; λ—— 导热系数,W/(m·K); αV—— 体膨胀系数,℃-1; g —— 重力加速度,m/s2; ΔT——流体与壁面的温差。
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热辐射
任意物体的辐射能力可用下式计算
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导热介质-相变导热膜
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导热介质-相变导热膜
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导热介质-导热垫
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导热介质-导热双面胶带
产品的热设计培训资料共96页PPT资料
05.06.2020
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热设计的基础知识
❖ 热设计的基本概念
05.06.2020
格拉晓夫数Gr(Grashof):反映了流体所受的浮升力与粘滞力的 相对大小,是说明自然对流换热强度的一个相似准则,Gr越大, 表明流体所受的浮升力越大,流体的自然对流能力越强。
温度稳定:当设备处于工作状态时,设备中发热元器件表面温度每小时变 化波动范围在±1℃内时,称温度稳定。
设备外部环境温度:设备达到稳定温度时距离设备各主要表面几何中心 80mm处空气温度按各表面积的加权平均值。
机柜/箱表面温度:设备达到稳定温度时各主要外表面几何中心点上温度的 平均值。
热点:元器件、散热器和冷板的各个局部表面温度最高的位置。热点器件 指单板上温度最高和较高的器件。
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热设计的基础知识
❖ 热设计的基本概念
流阻: 反映流体流过某一通道时所产生的压力差。单位帕斯卡或mm.H2O 或巴 。
定性温度:确定对流换热过程中流体物理性质参数的温度。
肋片的效率:表示某一扩展表面单位面积所能传递的热量与在同样条件下 光壁所能传递的热量之比。
黑度:实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比,它取决于物体种 类、表面状况、表面温度及表面颜色。
❖ 热界面材料:热界面材料的种类、选型准则。
❖ 热设计验证方法:热测试相关的仪器/仪表的特点/及使用场合/注
意事项、如何减少热测试误差的方法及注意事项。
❖ 热设计的验证标准:热设计的验证标准。
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热设计的基础知识
热设计优化布局
热设计优化布局技术
▪ 热设计优化布局的挑战与前景
1.热设计优化布局面临的主要挑战包括:复杂的热量传递过程 、大量的优化参数和多目标优化等。 2.随着计算机技术的发展和新型散热材料的出现,热设计优化 布局的前景广阔,有望在更多领域得到应用。
▪ 热设计优化布局的实例分析
1.以某型电子设备为例,介绍热设计优化布局的具体实施过程 和效果。 2.通过对比优化前后的温度变化和设备性能,证明热设计优化 布局的有效性。
热设计优化布局
热设计优化布局技术
热设计优化布局技术
热设计优化布局技术简介
1.热设计优化布局技术是一种通过优化设备或系统内部组件的 布局,以降低设备运行温度,提高其性能和可靠性的设计方法 。 2.通过合理的布局,可以有效地利用空间,减少热量聚集,提 高散热效率。
热设计优化布局的原理
1.热设计优化布局基于热力学原理、传热学理论和计算流体动 力学等技术。 2.通过分析设备内部的热量产生和传递过程,对组件进行合理 布局以达到最优散热效果。
热设计优化布局
总结与展望
总结与展望
热设计优化布局的总结
1.热设计优化布局的重要性:在系统工程中,热设计优化布局对于提高设备的性能和稳定性至关重 要。通过合理的布局设计,可以降低设备的工作温度,提高其可靠性和寿命。 2.热设计优化布局的方法:我们通过研究和实践,总结了多种有效的热设计优化布局方法,包括利 用仿真软件进行热分析、采用高效的散热材料和结构、优化设备内部的风道设计等。 3.热设计优化布局的实践成果:我们在多个项目中成功应用了热设计优化布局的方法,有效降低了 设备的工作温度,提高了设备的性能和可靠性,得到了客户的一致好评。
热设计优化布局
散热器件选择与布局
散热器件选择与布局
热设计-电子科技大学
概述
❖风路的设计方法 :通过典型应用案例,让学员掌握风路
布局的原则及方法。
❖产品的热设计计算方法 :通过实例分析,了解散热器
的校核计算方法、风量的计算方法、通风口的大小的计算方法。
❖ 风扇的基本定律及噪音的评估方法:了解风扇的
基本定律及应用;了解噪音的评估方法。
❖ 海拔高度对热设计的影响及解决对策:了解海拔
λ=0.3164/Re 0.25
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热设计的基础理论
❖ 流体动力学基础
➢ 非园管道沿程阻力的计算 引入当量水力半径后所有园管的计算方法与公式均可适用非园
管,只需把园管直径换成当量水力直径。
de=4A/x
➢ 局部阻力
hj=ξρV2/2
ξ-局部阻力系数 突然扩大: 按小面积流速计算的局部阻力系数:ζ1=(1-A1/A2) 按大面积流速计算的局部阻力系数:ζ2=(1-A2/A1) 突然缩小: 可从相关的资料中查阅经验值。
交流配电单元
监控模块 整流模块
进风口
直流配电单元
交流配电单元
监控模块 风道
整流模块
进风口
直流配电单元
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风路设计方法
❖ 强迫冷却的风路设计
➢ 设计要点
✓ 如果发热分布均匀, 元器件的间距应均匀,以使风均匀流过每一个发 热源.
✓ 如果发热分布不均匀,在发热量大的区域元器件应稀疏排列,而发热量 小的区域元器件布局应稍密些,或加导流条,以使风能有效的流到关键 发热器件。
➢ 层流、紊流与雷诺数 层流:流体质点互不混杂,有规则的层流运动。
Re=Vde/ν<2300 层流
紊流:流体质点相互混杂,无规则的紊流运动。 显然层流状态下只存在粘性引起的摩檫阻力,而紊流状态下除摩檫阻力 外还存在由于质点相互碰撞、混杂所造成的惯性阻力,因此紊流的阻力 较层流阻力大的多。
产品热设计
YEALINK产品热设计VCS项目散热预研欧国彦2012-12-4热设计、冷却方式、散热器、热管技术产品的热设计一、为什么要进行热设计在调试或维修电路的时候,我们常提到一个词“**烧了”,这个**有时是电阻、有时是保险丝、有时是芯片,可能很少有人会追究这个词的用法,为什么不是用“坏”而是用“烧”?其原因就是在机电产品中,热失效是最常见的一种失效模式,电流过载,局部空间内短时间内通过较大的电流,会转化成热,热**不易散掉,导致局部温度快速升高,过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。
所以电失效的很大一部分是热失效。
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。
温度对元器件的影响:一般而言,温度升高电阻阻值降低;高温会降低电容器的使用寿命;高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降,一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C;温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚,焊点变脆,机械强度降低;结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致元件失效。
那么问一个问题,如果假设电流过载严重,但该部位散热极好,能把温升控制在很低的范围内,是不是器件就不会失效了呢?答案为“是”。
由此可见,如果想把产品的可靠性做高,一方面使设备和零部件的耐高温特性提高,能承受较大的热应力(因为环境温度或过载等引起均可);另一方面是加强散热,使环境温度和过载引起的热量全部散掉,产品可靠性一样可以提高。
二、热设计的目的控制产品内部所有电子元器件的温度,使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。
最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,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。
三、热设计的方法1、冷却方式的选择我们机电设备常见的是散热方式是散热片和风扇两种散热方式,有时散热的程度不够,有时又过度散热了,那么何时应该散热,哪种方式散热最合适呢?这可以依据热流密度来评估,热流密度=热量/ 热通道面积。
《LED产品的制作》浙教版劳动五年级上册PPT课件
我的奖章
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课堂总结
本节课我们学习了LED产品的制作步骤,通过体验 制作“光蝴蝶”的过程,提高了动手能力,培养了热爱 劳动、保持专注有始有终的品质。
板书设计
LED产品 的制作
热熔胶枪的使用 制作“光蝴蝶”的过程 拓展:制作铃兰花灯
星星夜灯挂件
4.粘接安装:①把LED小灯泡套上花朵部分,并用 热熔胶把花朵和茎体粘连;②用热熔胶把叶子粘到 花茎上;③把制作完成的铃兰花灯粘到底座,调整 花朵和叶子。
新知讲解 ◎劳动创意坊
星星夜灯挂件
设计意图:在背包拉链上加上一盏发光小 星星灯,背包的人就可以在小径上看到闪 亮的星光了。或者把它作为一个方便的后 背光源,方便在黑夜里照明找东西。
作业布置
在制作LED作品的过程中,你一定有很多收 获,也遇到了不少困难。请你把遇到的问题 和解决办法记录下来,和大家分享一下吧!
新知讲解 ◎劳动创意坊
星星夜灯挂件
3.这一面用一张紫色的不织布盖起 来,盖好后用胶水黏紧两片不织布 的边缘,并穿上钥匙圈或者挂绳。
新知讲解 ◎劳动创意坊
星星夜灯挂件
4.对折后将两半小星星对齐,然 后继续使用针线锁边,就完成了 这个漂亮的发光LED圣诞小星星 挂件夜灯了。
新知讲解 ◎劳动反思
1.你能顺利地根据设计方案制作出作品吗?制作过程中遇到了什么困难? 是怎么解决的? 2.同学如何评价你的作品?据此,你对作品做了哪些优化?
打磨去除绝缘漆
连接电池导线
新知讲解 ◎劳动实践·实施
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粘接完成安装。
用一段吸管制作蝴蝶的身体,粘接身体与双翅安装完成。
裁剪吸管
安装蝴蝶身体
电子产品热传设计-散热片的选择与设计
Ψ強制對流散熱片設計Ψ
隨著散熱的需求日益增加,散熱片的效率需要進一步提升,基本上 可透過兩個方式來改善,第一個方法是增加熱傳係數h,第二個方法則是 增加散熱面積,可由牛頓冷卻定律說明。
q=hA(Theat sink-Tair)
熱傳係數可以透過幾個方法增加: (1) 增加空氣流速: 這個是很直接的方法,可以配合風速高的風扇來達成目的,
2. 擠型(Extrusion)散熱片: 擠型的製造方式是由將材料在高壓下強制流入 模孔中成形而使得固體轉換為等截面的連續長 條。擠形是散熱片製造中最廣泛使用的方式, 設備投資的經額中等。可經由橫切的方式產生 矩形的針狀散熱片,可產生鋸齒狀的鰭片以增 加10~20%的效能,但會降低擠型的速度。擠型 的高寬比限制可高到6,使用特殊模具設計時 則可到10的高寬比。
圖二 散熱片應用之熱網路
Rjc 為封裝本身的特性,與封裝設計有關,在封裝完成後此值就固定,須由 封裝設計廠提供。
Rjc=(Tj-Tc) / P Tj 為晶片介面溫度,一般在微電子的應用為115℃~180℃,而在特定及軍事
的應用上則為65~80℃。Ta 的值在提供外界空氣時為35~45℃,而在密閉 空間或是接近其他熱源時則可定為50~60℃。
值。
CTE
Aluminum Copper
Copper-Molybdenum Cu 20%-Tungston 80%
Copper Graphie AlSiC Silicon
Ppm
23 17 7.2 7 2 6.5-8.0 3.3-4.2
K (熱傳導率)
W/m-K
209 390 195 250 ~350 180-210 150
可撓性製程
細長比高、重量最輕、散熱面 積大,可適用不同材料之接合
4 保温和散热(课件)(共30张PPT)人教鄂教版科学五年级上册
玻璃温室安装风扇—— 加快空气流动
电热取暖器上的散热片 和散热孔——增大散热 面积
灯泡安装散热片——利 用热的良导体加快热传 递
拓展与应用
三、电子产品的散热
电子产品几乎无处不在。电子产品部件中大量使用集成电路,高温是集成电路的大敌。高 温不但会导致设备运行不稳,寿命缩短,甚至有可能使某些部件烧毁,引起火灾。因此,人 们采取了各种各样的方法给电子产品散热,根据需要开发研制出了各种导热材料用于散热。
(2)制作保温盒并检测保温效果
使用什么工具测量水的温度? 采用什么方法测评,比较科学?
对比实验
科学实践
实验一:比较温度相同的四杯水的保温效果
处理方法
用布包裹
用棉花包裹
用缓冲塑料 布包裹
自然冷却
实验图示
科学实践
初始温度/℃
用布包裹
用棉花包裹
用缓冲塑料 布包裹
自然冷却
10分钟后的 温度/℃
10分钟内下 降的温度/℃
玻璃杯是双层的,热不易散失
粘上反光材料(锡箔纸) 暖水壶的内胆涂了亮亮的一层,热不易散失
用热的不良导体包装 保温箱用热的不良导体制作,热不易散失
科学实践
(1)设计保温箱
制作材料
绳子
棉花
锡箔纸
塑料盒
科学实践
设计图展示
我们可以在容器外面包裹热的不良导体(图1), 或者增加容器的外围层数(图2)。
科学实践
说说保温瓶保温原理
木塞:热的不良导体,隔绝 内部物体与外界空气的接触, 减少热传导与热对流。
真空:无热传导与热对流。 镀银内壁:减少热辐射。
保温瓶内胆原理图
科学实践
用来保温的物品或材料大多使用热的不良导 体制成,有的杯子是双层的,这样做的目的是:
最全的热设计基础知识及flotherm热仿真ppt课件
度(W/m·
K,此
处的K可用°C代替)。它是表征材料导热能力优劣
的物性参数。在30 °C时,空气的导热系数为
0.027 W/m·°C ,因此可以利用空气夹层来绝热,
通常把导热系数小于0.23 W/m·°C 的材料称为
绝热材料。
热传导
热传导
定义热流密度:
Q
q
A
W/m2
10
万
小
时
)
图2:电子产品故障主要原因
Figure 2: Major Causes of Electronics Failures
20%振动
55%温度
6%粉尘
19%潮湿
(Source : GEC Research)
资料来源:GEC研究院
(Source : US Air Force Avionics Integrity Program)
系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响。
格拉晓夫数:Gr
L3V g T
2
浮升力
粘性力
它反映自然对流程度的特征数。 当格拉晓夫数相当大,
约 Gr>10E9 时,自然对流边界层就会失去稳定而从层
流状态转变为紊流状态 。所以格拉晓夫数Gr在自然对
流过程中的作用相当于雷诺数 Re 在受迫对流过程中的
0.05W/cm2 时有效 。强迫风
冷可使表面对流换热系数大
约提高一个数量级,如在允
许温差为100 ℃时,风冷最
大可能提供1W/cm2 的传热
能力。
电子设备冷却方法的选择
电子设备中常用的冷却方法能够达到的对流换热系数及表面热流密度值
如下表所示:
食品热特性电物性课件
食品热特性研究意义
食品热特性的研究对于食品加工过程中的温度控制 、加热速率、传热效率等具有重要的指导意义。
通过了解和掌握食品的热特性,可以优化加工工艺 ,提高产品质量和安全性,降低能耗和成本。
同时,食品热特性的研究还有助于深入了解食品内 部的物理变化和化学反应机制,为新产品的开发和 加工技术的创新提供理论支持。
深入研究食品热特性与电物性的关系
深入研究食品热特性与电物性之间的 内在联系,揭示其相互作用机制,为 食品加工和质量控制提供理论支持。
结合现代物理、化学和生物学技术手 段,深入探究食品热特性与电物性之 间的相互作用机制,为新技术的研发 提供理论依据。
针对不同类型食品,开展热特性与电 物性之间的相关性研究,总结规律, 为食品工业提供实用的技术指导。
02
食品电物性基础
电物性定义
01
02
03
04
电物性定义
食品的电物性是指食品在电场 作用下的性质和行为,包括介 电常数、电导率、电迁移等。
介电常数
反映食品在电场中的极化程度 ,与食品的含水量、分子结构 、离子成分等有关。
电导率
反映食品导电性能的参数,与 食品中离子的浓度和迁移率有 关。
电迁移
指在电场作用下,食品中带电 粒子或离子在电场作用下的迁 移运动。
电物性分类
02
01
03
食品电物性可分为两类:介电特性和导电特性。
介电特性主要研究食品在电场作用下的极化行为,与 食品的介电常数相关。
导电特性主要研究食品中离子的迁移行为,与食品的 电导率相关。
电物性研究意义
电物性研究有助于深入了解食 品的分子结构和分子运动,为 食品加工和质量控制提供理论 依据。
产品热设计基础培训
CFM 转速与风量关系式:
1
CFM 2
RPM 1 RPM 2
P 转速与风压关系式: 1 P2
RPM RPM
1 2
2
N 噪声与风压关系式: 2
N1
50 lg(RPM 2 ) RPM 1
风扇参数
• 尺寸 • 风量 • 风压 • 转速 • 噪音 • 特性曲线 • 工作点
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Smooth
Alodine on aluminum
Silica (sintered, powdered, fused) PCBs
Stainless steel (Typical, polished) Stainless steel (Typical, cleaned) Aluminum (Highly polished)
236 398 209 160 0.25 0.026
热量传递三种方式
• 对流
4
热量传递三种方式
• 辐射
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Surface Type Finish
Emissivity (at 80F)
Metal
Aluminum (sandblasted) 0.41
Metal Metal
Aluminum (black anodized) Nickel (electrolysi5 4
0.6 2
0.7 0.9
0.8
0.9
0.4 0.05
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噪音优化
噪声大小概念
宇宙音量 -254分贝绝对无声 0 -20 分贝 很静、几乎感觉不到; 20 -40 分贝 安静、犹如轻声絮语; 40 -60 分贝 一般、普通室内谈话; 60 -70 分贝 吵闹、有损神经; 70 -90 分贝 很吵、神经细胞受到破坏。 90 -100 分贝 吵闹加剧、听力受损; 100 -120 分贝 难以忍受、
电子产品的热设计方法讲解
电子产品的热设计方法v 为什么要进行热设计?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。
温度对元器件的影响:一般而言,温度升高电阻阻值降低;高温会降低电容器的使用寿命;高温会使变压器、扼流圈绝缘材料的性能下降,一般变压器、扼流圈的允许温度要低于95C;温度过高还会造成焊点合金结构的变化—IMC增厚,焊点变脆,机械强度降低;结温的升高会使晶体管的电流放大倍数迅速增加,导致集电极电流增加,又使结温进一步升高,最终导致元件失效。
v 热设计的目的控制产品内部所有电子元器件的温度,使其在所处的工作环境条件下不超过标准及规范所规定的最高温度。
最高允许温度的计算应以元器件的应力分析为基础,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。
v 在本次讲座中将学到那些内容风路的布局方法、产品的热设计计算方法、风扇的基本定律及噪音的评估方法、海拔高度对热设计的影响及解决对策、热仿真技术、热设计的发展趋势。
授课内容v 风路的设计方法20分钟v 产品的热设计计算方法40分钟v 风扇的基本定律及噪音的评估方法20分钟v 海拔高度对热设计的影响及解决对策20分钟v 热仿真技术、热设计的发展趋势50分钟概述v 风路的设计方法:通过典型应用案例,让学员掌握风路布局的原则及方法。
v 产品的热设计计算方法:通过实例分析,了解散热器的校核计算方法、风量的计算方法、通风口的大小的计算方法。
v 风扇的基本定律及噪音的评估方法:了解风扇的基本定律及应用;了解噪音的评估方法。
v 海拔高度对热设计的影响及解决对策:了解海拔高度对风扇性能的影响、海拔高度对散热器及元器件的影响,了解在热设计如何考虑海拔高度对热设计准确度的影响。
v 热仿真技术:了解热仿真的目的、要求,常用热仿真软件介绍。
v 热设计的发展趋势:了解最新散热技术、了解新材料。
风路设计方法v 自然冷却的风路设计Ø 设计要点ü机柜的后门(面板)不须开通风口。
《热表处理工艺》课件
硬度检测
总结词
评估表面硬度和耐磨性
详细描述
采用硬度计对热表处理后的工件表面进行硬度检测,如洛氏硬度、维氏硬度和布氏硬度等,以评估表面的硬度和 耐磨性能。
金相组织检测
总结词
观察内部组织结构
详细描述
通过金相显微镜对热表处理后的工件进行内部组织观察,了解组织结构的变化和晶粒大小,评估热处 理效果。
无损检测
其他辅助设备与工具
输送设备
用于物料在各处理环节之间的输送,如传送带、提升机等。
检测仪器
用于检测处理过程中的各项参数,如温度计、气氛分析仪等。
夹具与模具
在某些热表处理工艺中,需要使用夹具或模具来固定物料或形成 特定形状。
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热表处理工艺质量检测与 评估
外观检测
总结词
直观评估表面质量
详细描述
通过目视或低倍放大镜对热表处理后的工件表面进行观察,检查表面是否存在麻 点、裂纹、烧伤、氧化、腐蚀等缺陷。
详细描述
刀具的热表处理工艺对于刀具的性能至关重 要。通过适当的热处理,可以提高刀具的硬 度和耐磨性,增强其锋利度和使用寿命。同 时,热处理还可以改变刀具的韧性,使其在 受到冲击时不易断裂。
家用电器热表处理工艺案例
总结词
质量稳定、可靠性高
详细描述
家用电器在生产过程中,其金属零部件通常 需要进行热表处理。通过选用合适的热处理 工艺,可以确保家用电器在使用过程中具有 质量稳定、可靠性高的特点,从而提高产品
炉窑参数
炉窑的主要参数包括温度、气氛 、加热速率等,这些参数对热表 处理工艺的效果具有重要影响。
加热设备
加热方式
加热设备可根据加热方式分为电热、燃气热、微波加热等 ,选择合适的加热方式对提高加热效率、降低能耗具有重 要意义。
电子产品热设计
电子产品有效的功率输出要比电路工作所需输入的功率小得多。
多余的功率大部分转化为热而耗散。
当前电子产品大多追求缩小尺寸、增加元器件密度,这种情况导致了热量的集中,因此需要采用合理的热设计手段,进行有效的散热,以便产品在规定的温度极限内工作。
热设计技术就是指利用热的传递条件,通过冷却措施控制电子产品内部所有元器件的温度,使其在产品所在的工作条件下,以不超过规定的最高温度稳定工作的设计技术。
一、电子产品热设计的目的电子产品在工作时会产生不同程度的热能,尤其是一些功耗较大的元器件,如变压器、大功率晶体管、电力电子器件、大规模集成电路、功率损耗大的电阻等,实际上它们是一个热源,会使产品的温度升高。
在温度发生变化时,几乎所有的材料都会出现膨胀或收缩现象,这种膨胀或收缩会引起零件间的配合、密封及内部的应力问题。
温度不均引起的局部应力集中是有害的,金属结构在加热或冷却循环作用下会产生应力,从而导致金属因疲劳而毁坏。
另外,对于电子产品而言,元器件都有一定的工作温度范围,如果超过其温度极限,会引起电子产品工作状态的改变,缩短使用寿命,甚至损坏,导致电子产品不能稳定、可靠地工作。
电子产品热设计的主要目的就是通过合理的散热设计,降低产品的工作温度,控制电子产品内部所有元器件的温度,使其在所处的工作环境温度下,以不超过规定的最高允许温度正常工作,避免高温导致故障,从而提高产品的可靠性。
二、电子产品散热系统简介热传递的三种基本方式是传导、对流和辐射,对应的散热方式为:传导散热、对流散热和辐射散热。
典型的散热系统介绍如下:(1)自然冷却系统自然冷却系统是指电子产品所产生的热量通过传导、对流、辐射三种方式自然地散发到周围的空气中(环境温度略微升高),再通过空调等其他设备降低环境温度,达到散热的目的。
此类散热系统的设计原则是:尽可能减少传递热阻,增加产品中的对流风道和换热面积,增大产品外表的辐射面积。
自然冷却是最简单、最经济的冷却方法"旦散热量不大,一般用于热流密度不大的产品中。
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1. Spreader plate connected to CPU should be as large as possible
2. Temperature variation on spreader plate should be minimal
Introduction of Thermal
GGT/RE – Environment Test Team
a
1
Primary Mechanic of Heat Transfer
Thermal energy transport:
cause by temperature difference, highl Resistance
R=V/I
V: voltage = ΔT: temperature difference I: current = Q: heat
Conduction
Rk = ΔL/KAk
Convection
Rs = 1 / hcAs
Radiation
Ra = (Ts – Ta) /εσAF1-2( Ts4 – Ta4)
a
7
Basic Concepts for NB Thermal Design
System Thermal Coupling effect
Θj-a = (Tj – Ta – Tsys) / Pcpu
Tsys: system temperature = Psys *Θ = ΣPi*θi, (i: DRAM, Chipset, HDD, FDD, CD-ROM…)
Ex. Al = 230 Cu = 380 Mylar = 1.8
a
3
Convection
Newtonian cooling Law
Qc = hc As (Ts – Ta) Qc: convection heat transfer rate As: surface area Ts: surface temperature of solid Ta: tmperature of ambient hc: heat transfer coefficient, f(flow type, body geometry, physical property, temperature, velocity, viscosity…)
Thermal Solutions
➢ Passive thermal solution ➢ Active thermal solution ➢ Hybrid thermal solution
RHE
➢ Remote Heat Exchanger
a
9
Basic Concepts for NB Thermal Design
R: thermal coupling factor between Pcpu and Psys
Tj: CPU spec. for Intel: 100℃ Ta: OEM spec., 35℃ Θj-a, Tsys: OEM design dependent, Tsys = 10~15℃
a
8
Basic Concepts for NB Thermal Design
Conduction
Heat transferring by solid medium
Convection
Transferring energy between solid surface and fluid Mass transport Natural (free) convection Forced convection
Radiation
Heat transferring by electromagnetic waves
a
2
Conduction
Fourier’s Law
Q= -KA ΔT/ΔL Q: heat transfer rate A: cross-sectional area of heat flux ΔT/ΔL: temperature gradient K: thermal conductivity (W/mk)
a
6
Basic Concepts for NB Thermal Design
Thermal Design Target
Thermal design must meet thermal spec. of CPU, all key components (HDD, FDD, CD-ROM, PCMCIA…), and all IC chips (Chipset, VGA, RAM, PCMCIA…), and all IC chips (Chipset, VGA, RAM, Audio…) in each user conditions
Qa: radiation heat transfer rate ε: emissivity, 0 ≦ ε ≦ 1 σ: Stefan-Boltzmann constant A: surface area F1-2: view factor Ts: temperature of body s Ta: temperature of body a
Thermal Resistance
Θj-a = (Tj – Ta) / Pcpu Θ j-a : CPU junction to ambient thermal resistance
Tj: CPU junction temperature
Ta: ambient temperature
Pcpu: CPU power
Characteristic of a good active component
Natural convection & Forced convction
hc of air, natural convection: 0.0015~0.015 W/in2℃ forced convection: 0.015~0.15 W/in2℃
a
4
Radiation
Qa = εσAF1-2( Ts4 – Ta4)