[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]熱設(shè)計(jì)講座-文庫(kù)吧
2025-03-07 02:04 本頁(yè)面
【正文】 穩(wěn)態(tài)，三維對(duì)流換熱的通用方程為 式中 u 、 v、 w—— x、 y和 z方向的速度分量； 式中各系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所列 輻射換熱的基本概念 吸收率 反射率 穿透率 輻射換熱的基本定律 普朗克定律 四次方定律 基爾霍夫定律 實(shí)際物體的輻射和吸收 黑體的輻射 角系數(shù) 交叉線法 斷面的長(zhǎng)度表面不交叉線之和交叉線之和1212 ???F11111 )11(?? ??? rrEE ???])1 0 0()1 0 0[( 424112 TTAxt ?? ??111121?????? xt有效輻射 平行平板間的輻射換熱 ? ? ? ?? ? ( w ) 41 0 041 0 0 21 TTA ??? ?輻射換熱計(jì)算 黑度 ε: 主要取決于物體表面狀態(tài) 熱阻網(wǎng)絡(luò)計(jì)算法 (兩個(gè)表面以上的輻射計(jì)算 ) 表面熱阻 11111Arb EE???????1bE rE1111 A? ??空間熱阻 112121Arr EE????12? 1rE 2rE1211?A兩表面間 1rE 2rE1111 A? ??1bE 2bE1211?A2221 A? ??? ?? ?21211 2111ffcffttAkttAchkLAch????? ?? ?傳熱計(jì)算 熱流體 冷流體 固體壁 (平壁或圓筒 ) 1wt 2wtAhc111ft 2ftkA? Ahc211ft2ft1wt2wt??k1ch2cho x( w ) 2211221111AchddnkLAch l ????圓筒壁 1ft 2ft122 ddnkL l1wt 2wtAhc11 Ahc212r1r2ft2wt1wt1ft?xok2ch1ch221111121AchkAAchff tt??????肋壁傳熱 ?k2ch1ch1ft 2ft2wt1wt1A2A1ft 2ft1wt 2wt肋效率： ? ?mlmlth??熱 阻 輻射熱阻 對(duì)流熱阻 導(dǎo)熱熱阻 )( WCkAtR ?? ?)( 1 WCAht cR ??)( 1 WCAht cfR ??接觸傳熱 ? ? ? ?? ?? ?2122 212121wwacttAkAkAkttttAkvwwvfcvcvww????? ??? ???電子設(shè)備自然冷卻設(shè)計(jì)技術(shù) 自然冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)因素 機(jī)殼熱設(shè)計(jì) 機(jī)殼通風(fēng)孔面積 機(jī)殼表面處理 )( c m 0 tHA ?? ???PCB自然冷卻熱設(shè)計(jì) 印制線（導(dǎo)體）尺寸的確定 PCB上元器件熱安裝技術(shù) 盡量利用 DIP的引線導(dǎo)熱 粘接技術(shù) 采用散熱 PCB（導(dǎo)熱條、導(dǎo)熱板、夾芯板） 冷熱分區(qū)排列 元件排列方向有利于氣流流動(dòng)與冷卻（阻力） 減小元件熱應(yīng)變的安裝技術(shù) 導(dǎo)軌熱設(shè)計(jì) 內(nèi)導(dǎo)體寬B/mm 5 10 50 100 200 300 400 0 10 12 10℃20℃30℃40℃60℃允許電流/A 導(dǎo)體面積 A/103m2 1 0 70m?35m? m?印制導(dǎo)體尺寸與電流、溫升的關(guān)系 70℃65℃60℃65℃55℃70℃50℃120℃100℃90℃80℃（ a）金屬夾芯印制板 （ b）普通印制板 PCB溫度分布 消除熱應(yīng)力的元件安裝方法 （ a） （ c） （ b） 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式 0~ 條件 (B) (A) (D) 各種導(dǎo)軌的熱阻值 (℃ .mm/W) (C) 267 203 203 153 46 48 305 394 （ a） （ b） （ c） （ d） PCB熱計(jì)算 均勻熱負(fù)荷導(dǎo)熱條熱計(jì)算 普通 PCB熱計(jì)算 ckALt2m a x???? ?scsbsbsq RRRR ??? ?)( P C B 1 方阻bbksbR ??)( 1 印制線方阻cckscR ??面積百分比印制線占 PC B :?BLR sqt8m a x???? ? ? ?? ??????? ??? ? LhRchLBh sqct 12m a x ? ?? ?BLsq chLBRt 18m a x 1 ??? ?? ?? ?FEt LBhR c sq ???? 0 7 8 a x? ?? ? ? ??????? ?? BRhch LsqcE 1?? ?? ? ? ??????? ?? LRhch BsqcF 1?0?chBL(1) 0?ch(2) 0?ch(3) 0?ch(4) 半導(dǎo)體用散熱器熱計(jì)算 m a x )1( ?最大功耗jmax )2( t? ??? cs RRbR )3(?hA1fR )4( ?atjt ftfRbRbR?集成電路的熱分析 離散熱源產(chǎn)生的收縮效應(yīng) （ 1）無(wú)限大的導(dǎo)熱介質(zhì)上的圓熱源 （ 3）長(zhǎng)窄條熱源在有限導(dǎo)熱介質(zhì)上 （ 2）有限大的導(dǎo)熱介質(zhì)上的圓熱源 cj TTT ???0（ 4）短而窄熱源在有限導(dǎo)熱介質(zhì)上 ?jTcT?0T表面溫度 2r1 2r2 Φ 2b Φ 2a Φ 2a 2d 2b r Φ (a) (d) (c) (b) （ A）圓形熱源的收縮效應(yīng) （ B）窄條熱源的收縮效應(yīng) r1熱源半徑， r2圓柱半徑 長(zhǎng)窄條熱源 krtc 12 ????收縮效應(yīng) 有限大圓形導(dǎo)熱介質(zhì) 無(wú)限大圓形導(dǎo)熱介質(zhì) 211)1(2 rrkrt c ??? ??])2si n (1ln [balkt c ?????短窄條熱源 321 cccc tttt ???????其中 221)s in (2 mbamacbkt??? ?????????1222)si n (2 m mbdmabckt???? ????? ?????1 12223 ])()[()s i n ()s i n (22 m n bmnmbamcdnadkt ??????2a熱源寬度， 2b窄條寬度， l窄條長(zhǎng)度 2d— 窄條熱源長(zhǎng)度， 2c— 短條長(zhǎng)度 典型微電路組裝圖 陶瓷基板 芯片 粘結(jié)劑 基板 環(huán)氧樹脂 柯伐合金 導(dǎo)熱脂 （ a） （ b） 芯片結(jié)到外殼的傳熱 CURCHRCDOREURCHRCDARALREPRKORSGREURCHRCOBREURCHRCDORCCRCAR CBRCDRC A B D 55℃ 1t2t3t4t電子設(shè)備強(qiáng)迫空氣冷卻 單個(gè)元件風(fēng)冷 整機(jī)鼓風(fēng)冷卻 整機(jī)抽風(fēng)冷卻 大機(jī)柜中屏蔽盒的通風(fēng)冷卻 出風(fēng)口 外部對(duì)流 外部輻射 內(nèi)部對(duì)流 風(fēng)機(jī) 濾塵器 空氣入口 大機(jī)柜 PCB 熱計(jì)算 ? ? 32?? kCpc pGJCh ?1800Re200 ??當(dāng) 8 eRJ ?時(shí)長(zhǎng)寬比大于 ?正方形風(fēng)道54 ???當(dāng) eRJ ?wAWG ? ftC QW p ??? ? ?每厘米 7個(gè)肋片（鋁） 160 入口 出口 元器件 多層印制板 5 94 3 3 100 空芯 PCB風(fēng)冷 用速度頭表示電子機(jī)箱的壓降。與速度的關(guān)系為 22VH c m H O1277??? ????沒有空氣流動(dòng)的增壓電子機(jī)箱 無(wú)空氣流動(dòng) （ ） （ 0cmH2O） （ ） Ht（總壓頭） Hv（速度頭） Hs（靜壓頭） = + （ ） 0 鼓風(fēng)通過(guò)電子機(jī)箱時(shí)的壓頭特性 電子機(jī)箱抽風(fēng)時(shí)的壓頭特性 （ ） （ ） （ ） Ht（總壓頭） Hv（速度頭） Hs（靜壓頭） = + 吹風(fēng)空氣流速 V=4005ft/min 空氣進(jìn)口 空氣出口 （ ） （ ） （ ） Ht（總壓頭） Hv（速度頭） Hs（靜壓頭） = + 抽風(fēng)空氣流速 V=4005ft/min 空氣出口 空氣進(jìn)口 PCB組件風(fēng)冷 出口 PCB 空氣入口 軸流風(fēng)機(jī) 雛形風(fēng)道 機(jī)殼 200 (1) (2) (3) (4) (5) (6) PCB之間間隙形成的冷卻通道 印制電路板 a=230mm b=200mm
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