【正文】 機架上后 ,應保證散熱器垂直放置 ,即齒槽應垂直于水平面。 如果發(fā)熱分布不均勻，在發(fā)熱量大的區(qū)域元器件應稀疏排列，而發(fā)熱量小的區(qū)域元器件布局應稍密些，或加導流條，以使風能有效的流到關鍵發(fā)熱器件。風道的設計原則電源系統(tǒng)典型的風道結(jié)構 抽風方式11熱設計的基礎理論v自然對流換熱216。冷熱壁溫差及厚度均較小，以厚度為定型尺寸的 Gr=(Bg△ t這段距離稱為入口段 。Nu= ρ 1V1A1=ρ 1V2A2 16熱設計的基礎理論v流體動力學基礎216。 216。22散熱器的設計方法v自然冷卻散熱器的設計方法216。23散熱器的設計方法v強迫冷卻散熱器的設計方法216。216。216。 確定冷卻方法的原則 在所有的冷卻方法中應優(yōu)先考慮自然冷卻，只有在自然冷卻無法滿足散熱要求時，才考慮其它冷卻。 密封機箱+4σεTm3ΔT+4σεTm3ΔT+1000uAΔTt1有風扇端的通風面積 :q`實際所需的風量， M3/h216。實際所須風量為：216。q`=Q/(△ t)=800/( 15)=216。hcR輻 ＝ 1/(4бε Tm3)δ w/式中 : w/hc/λδ 0) L/deλ f=64/Re 【案例】 散熱器 DXC616(天津鋁合金廠編號 )，截面圖略，散熱器的截面積為 ，周長為 ，單位長度的重量為 21KG/m。 案例： 10KVA梯形小通道面積： Ai=(+) = 29 22=Ac=120 120 2= 【案例】續(xù)確定風扇的工作點ρ １ ＝ 59風扇的基本定律及噪音的評估方法風扇的基本定律及噪音的評估方法v風扇定律CFM2=P1=(RPM2/RPM1) N2注意不要讓風扇工作在高噪音區(qū)。 有時由于沒有合適的風機而選擇了轉(zhuǎn)速較高的風機，在保證設計風量的條件下，可以通過調(diào)整風機的電壓或其他方式降低風扇的轉(zhuǎn)速，從而降低風扇的噪音。62風扇的基本定律及噪音的評估方法風扇的基本定律及噪音的評估方法v風扇的噪音問題216。解：根據(jù)風扇定律50P2(RPM2/RPM1) ＝ 50(1000/2023)=25CFM63海拔高度對熱設計的影響及解決對策海拔高度對熱設計的影響及解決對策v海拔高度對自然冷卻條件的熱設計要求 對于自然對流，其傳熱機理是由于冷卻空氣吸熱后其密度減小，迫使重力場中的空氣上升而形成冷熱空氣的對流而產(chǎn)生熱量傳遞。(p高空 /p海平面 )hc(高空 )， hc(海平面 )－ 分別為高空及海平面的自然對流換熱系數(shù)， W/ρ 高空 ， ρ 海平面 － 分別為高空及海平面的空氣密度， Kg/m3,℃ /W，可根據(jù)從器件使用手冊中查得的值乘以適當?shù)南禂?shù)得到。RbPT Rth(ja)=Rsa+Rjc+Rcs+RbRth(ja)－器件結(jié)到環(huán)境的熱阻， ℃ /W?！?。提高產(chǎn)品的性能及可靠性。 電子設備熱設計軟件是基于計算傳熱學技術（ NTS）和計算流體力學技術（ CFD）發(fā)展電子設備散熱設計輔助分析軟件，它可以幫助熱設計工程師驗證、優(yōu)化熱設計方案，滿足產(chǎn)品快速開發(fā)的需要，并可以顯著降低產(chǎn)品驗證熱測試的工作量。 進行各種設計方案的優(yōu)劣分析，得出最佳的設計方案。所以仿真軟件結(jié)果的可靠性決定于熱設計人員的經(jīng)驗及理論水平。 Flotherm是英國的 FLOMERICS公司開發(fā)的電子設備熱設計軟件，其最顯著的特點是針對電子設備的組成結(jié)構，提供的熱設計組件模型，根據(jù)這些組件模型可以快速的建立機柜、插框、單板、芯片、風扇、散熱器等電子設備的各組成部分。Board中的互動操作，就可以完成具體的建模工作。建模能力 ： 求解器 ： Fluent求解器能夠求解多種流體介質(zhì)問題；能夠求解結(jié)構化，非結(jié)構化網(wǎng)格問題；支持網(wǎng)絡并行。216。二次電源模塊正朝著高效率、超輕、超薄、高功率密度的方向發(fā)展。應用熱管技術可以有效減小散熱器的體積，減小傳導熱阻。W/mC 78熱設計的發(fā)展趨勢v分散式散熱技術216。由于散熱器分散，部分區(qū)域的功率管可以省掉導熱絕緣膜。 劣勢216。高 要大熱設計的發(fā)展趨勢216。（潛熱 顯熱） 熱管的工作原理之二88熱設計的發(fā)展趨勢冷凝液籍助重力回流，優(yōu)點：結(jié)構簡單工作可靠注意： ； 熱管正常工作時，內(nèi)部處于汽液兩相的平衡狀態(tài)固體的導熱單向傳熱：熱二極管，美國阿拉斯加輸溫度控制：可控熱導熱管。102熱設計的發(fā)展趨勢v熱管技術 熱管的應用余熱回收系統(tǒng) :熱管鍋爐、熱管省煤器、熱管空預器103熱設計的發(fā)展趨勢v熱管技術 熱管的應用高爐熱風爐余熱回收 計算機 CPU用熱管散熱器176。傳熱效率較傳統(tǒng)的型材散熱器高。散熱器較輕可以減少振動損壞。heatInternal structure of a ThermaBase? Heat Sinkv熱管技術216。plane材料： AL MR－ 162。大家在產(chǎn)品開發(fā)中遇到一般實際的熱設計問題，都可以根據(jù)本課程講述的方法解決。、海拔高度對熱設計的影響及解決對策、熱仿真技術、熱設計的發(fā)展趨勢 尺寸： 120總結(jié)v回顧所學的內(nèi)容ThermaBase?元器件的布局具有更大的靈活性。對冷卻風量的需求減小可以降低系統(tǒng)的噪音。 ThermaBase?有效的散熱已成為十分重要的問題，常規(guī)金屬（單相）散熱器已無法滿足不斷增長的散熱要求，高效、被動、緊湊型的相變散熱器 —— 熱管散熱器的應用已勢在必行。余熱回收系統(tǒng)R3：蒸發(fā)段吸液芯的（徑向）導熱熱阻R4：蒸發(fā)段內(nèi)表面的 統(tǒng)， 114000支熱管，長度最長可所以216。93熱設計的發(fā)展趨勢216。熱管的特性對實心銅棒： 熱管的形式分離型熱管平板型熱管 91熱設計的發(fā)展趨勢由于熱管的特有結(jié)構，使它具有許多獨特的性質(zhì)，它的應用正是以這些特性為基礎。（理論上 ΔT 82熱設計的發(fā)展趨勢內(nèi)部結(jié)構216。由于各部分散熱器已達到最佳化，散熱器抗熱沖擊能力會減弱，應引起特別關注。散熱器可以自由置于最有利的通風位置，從而提高散熱器的散熱效率。176。200,000由于傳統(tǒng)的型材散熱器傳熱效率最低，而以 鏟齒散熱器 /針裝散熱器 /釬焊 /插片成型散熱器為代表的新的散熱器成型方式將逐步取代傳統(tǒng)笨重的型材散熱器。 分散式散熱成為解決這一難題的主要技術。216。74熱仿真技術vICEPAK Project Manager用于項目管理、物性參數(shù)、網(wǎng)格參數(shù)、計算參數(shù)的設定等； Drawing Flortran是該軟件面向流場分析研究的專用模塊。it、 Betasoft，及基于有限元的 Ansys等，其中Flotherm、 Ideas、 Icepack占據(jù)大部分的市場份額 。 降低設計、生產(chǎn)和重復設計、生產(chǎn)的費用。Tj=Ta+℃216。ρ 海平面 /ρ 高空ρ 海平面 )(1000/2023)N2+ 對于風扇冷卻的機柜，在標準機房內(nèi)噪音不得超過 55dB，在普通民房內(nèi)不得超過 65dB。20N1(density2/density1) Power HP2WRONG! MASSFLOW2flow CFM2σ =Af/Ac=57熱設計的計算方法熱設計的計算方法v冷板的計算方法216。在 40℃ 空氣的物性參數(shù)為： ρ 1A/(Afρ m)(1σ 2Ke)ρ 1/ρ 2]/(2ρ 1)2792σ =Af/Ac 傳熱計算 確定空氣流過冷板后的溫升 ： t=Q/qmCp 確定定性溫度 tf=(2ts+t1+t2)/4， 冷板臺面溫度 ts為假定值設 定冷板的寬度為 b，則通道的橫截面積為 Ac ， Ac=bA c0 確定定性溫度下的物性參數(shù) (μ 、 Cp、 ρ 、 Pr)。b.λ 空氣 △ t散熱表面與環(huán)境溫度的平均溫升， ℃△ t散熱表面與環(huán)境溫度的平均溫升， ℃ w/ 對流換熱系數(shù)的計算自然對流 垂直表面基板 ＋ R肋導下表風扇為可選型號44熱設計的計算方法熱設計的計算方法v型材散熱器的計算216。 按最大風量選擇風扇型號。 系統(tǒng)Sfan=(φin2－ φhub2) Q機柜內(nèi)總的散熱量， WSout＝ ()Sin=8 +4σεTm3ΔT+ 冷卻方式的選擇方法 2:根據(jù)熱流密度與溫升要求，按圖 2所示關系曲線選擇，此方法適應于溫升要求不同的各類設備的冷卻36熱設計的計算方法v冷卻方式的選擇方法216。即沿表面各部分繃緊繩子求得的就是這一投影面積，如圖所示。因為此時輻射波長相當長，處于不可見的紅外區(qū)。目前國際上先進的擠壓設備及工藝已能夠達到 23的高寬比，國內(nèi)目前高寬比最大只能達到 8。216。216。20散熱器的設計方法v散熱器冷卻方式的判據(jù)材料熱流密度 q=∧ （ t1t2） /d ∧ 表示材料導熱系數(shù) t1表示熱表面的溫度 t1表示冷表面的溫度 d表示材料厚度 熱流密度大，初生坯殼增長太快，會增加振痕 ... 3m/min，彎月面處的熱流密度；普通結(jié)晶器 2MMW/m2 ，熱頂結(jié)晶器 。 紊流18熱設計的基礎理論v流體動力學基礎216。Z1＋ p1/γ+v12/2g＝ Z2＋ p2/γ+v22/2g＋ hw17熱設計的基礎理論v流體動力學基礎216。V＝ Q/A216。二者的關系為：15熱設計的基礎理論v流體動力學基礎216。Nu=有限空間的自然對流換熱 水平夾層的自然對流換熱問題分為三種情況： (1) 熱面朝上，冷熱面之間無流動發(fā)生，按導熱計算； (2) 熱面朝下，對氣體 1700,按導熱計算； (3) 有限空間的自然對流換熱方程式： Nu=C()m(δ/h) n 定型尺寸為厚度 δ ，定性溫度為冷熱壁面的平均溫度 Tm=(tw1+tw2 )14熱設計的基礎理論v流體受迫流動換熱216。定性溫度： 典型的自然冷機柜風道結(jié)構形式7風路設計方法v強迫冷卻的風路設計216。 設計要點252。 溫度對元器件的影響 ：一般而言，溫度升高電阻阻值降低；高溫會降低電容器的使用壽命；高溫會使變壓器、扼流圈絕緣材料的性能下降， 一般變壓器、扼流圈的允許溫度要低于 95C；溫度過高還會造成焊點合金結(jié)構的變化 —IMC 增厚，焊點變脆，機械強度降低；結(jié)溫的升高會使晶體管的電流放大倍數(shù)迅速增加，導致集電極電流增加，又使結(jié)溫進一步升高，最終導致元件失效。工作環(huán)境條件下不超過標準及規(guī)范所規(guī)定的最高溫度。