【正文】 機(jī)架上后 ,應(yīng)保證散熱器垂直放置 ,即齒槽應(yīng)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(yīng)稀疏排列，而發(fā)熱量小的區(qū)域元器件布局應(yīng)稍密些，或加導(dǎo)流條，以使風(fēng)能有效的流到關(guān)鍵發(fā)熱器件。風(fēng)道的設(shè)計(jì)原則電源系統(tǒng)典型的風(fēng)道結(jié)構(gòu) 抽風(fēng)方式11熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論v自然對(duì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論v流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)216。 216。22散熱器的設(shè)計(jì)方法v自然冷卻散熱器的設(shè)計(jì)方法216。23散熱器的設(shè)計(jì)方法v強(qiáng)迫冷卻散熱器的設(shè)計(jì)方法216。216。216。 確定冷卻方法的原則 在所有的冷卻方法中應(yīng)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(shí)，才考慮其它冷卻。 密封機(jī)箱+4σεTm3ΔT+4σεTm3ΔT+1000uAΔTt1有風(fēng)扇端的通風(fēng)面積 :q`實(shí)際所需的風(fēng)量， M3/h216。實(shí)際所須風(fēng)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(hào) )，截面圖略，散熱器的截面積為 ，周長(zhǎng)為 ，單位長(zhǎng)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(fēng)扇的工作點(diǎn)ρ １ ＝ 59風(fēng)扇的基本定律及噪音的評(píng)估方法風(fēng)扇的基本定律及噪音的評(píng)估方法v風(fēng)扇定律CFM2=P1=(RPM2/RPM1) N2注意不要讓風(fēng)扇工作在高噪音區(qū)。 有時(shí)由于沒有合適的風(fēng)機(jī)而選擇了轉(zhuǎn)速較高的風(fēng)機(jī)，在保證設(shè)計(jì)風(fēng)量的條件下，可以通過調(diào)整風(fēng)機(jī)的電壓或其他方式降低風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而降低風(fēng)扇的噪音。62風(fēng)扇的基本定律及噪音的評(píng)估方法風(fēng)扇的基本定律及噪音的評(píng)估方法v風(fēng)扇的噪音問題216。解：根據(jù)風(fēng)扇定律50P2(RPM2/RPM1) ＝ 50(1000/2023)=25CFM63海拔高度對(duì)熱設(shè)計(jì)的影響及解決對(duì)策海拔高度對(duì)熱設(shè)計(jì)的影響及解決對(duì)策v海拔高度對(duì)自然冷卻條件的熱設(shè)計(jì)要求 對(duì)于自然對(duì)流，其傳熱機(jī)理是由于冷卻空氣吸熱后其密度減小，迫使重力場(chǎng)中的空氣上升而形成冷熱空氣的對(duì)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(duì)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(cè)中查得的值乘以適當(dāng)?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(shè)備熱設(shè)計(jì)軟件是基于計(jì)算傳熱學(xué)技術(shù)（ NTS）和計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)（ CFD）發(fā)展電子設(shè)備散熱設(shè)計(jì)輔助分析軟件，它可以幫助熱設(shè)計(jì)工程師驗(yàn)證、優(yōu)化熱設(shè)計(jì)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(yàn)證熱測(cè)試的工作量。 進(jìn)行各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣分析，得出最佳的設(shè)計(jì)方案。所以仿真軟件結(jié)果的可靠性決定于熱設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)及理論水平。 Flotherm是英國(guó)的 FLOMERICS公司開發(fā)的電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)軟件，其最顯著的特點(diǎn)是針對(duì)電子設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)，提供的熱設(shè)計(jì)組件模型，根據(jù)這些組件模型可以快速的建立機(jī)柜、插框、單板、芯片、風(fēng)扇、散熱器等電子設(shè)備的各組成部分。Board中的互動(dòng)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(gòu)化，非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格問題；支持網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用熱管技術(shù)可以有效減小散熱器的體積，減小傳導(dǎo)熱阻。W/mC 78熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)v分散式散熱技術(shù)216。由于散熱器分散，部分區(qū)域的功率管可以省掉導(dǎo)熱絕緣膜。 劣勢(shì)216。高 要大熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)216。（潛熱 顯熱） 熱管的工作原理之二88熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)冷凝液籍助重力回流，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作可靠注意： ； 熱管正常工作時(shí)，內(nèi)部處于汽液兩相的平衡狀態(tài)固體的導(dǎo)熱單向傳熱：熱二極管，美國(guó)阿拉斯加輸溫度控制：可控?zé)釋?dǎo)熱管。102熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)v熱管技術(shù) 熱管的應(yīng)用余熱回收系統(tǒng) :熱管鍋爐、熱管省煤器、熱管空預(yù)器103熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)v熱管技術(shù) 熱管的應(yīng)用高爐熱風(fēng)爐余熱回收 計(jì)算機(jī) 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(dòng)損壞。heatInternal structure of a ThermaBase? Heat Sinkv熱管技術(shù)216。plane材料： AL MR－ 162。大家在產(chǎn)品開發(fā)中遇到一般實(shí)際的熱設(shè)計(jì)問題，都可以根據(jù)本課程講述的方法解決。、海拔高度對(duì)熱設(shè)計(jì)的影響及解決對(duì)策、熱仿真技術(shù)、熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 尺寸： 120總結(jié)v回顧所學(xué)的內(nèi)容ThermaBase?元器件的布局具有更大的靈活性。對(duì)冷卻風(fēng)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(zhǎng)的散熱要求，高效、被動(dòng)、緊湊型的相變散熱器 —— 熱管散熱器的應(yīng)用已勢(shì)在必行。余熱回收系統(tǒng)R3：蒸發(fā)段吸液芯的（徑向）導(dǎo)熱熱阻R4：蒸發(fā)段內(nèi)表面的 統(tǒng)， 114000支熱管，長(zhǎng)度最長(zhǎng)可所以216。93熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)216。熱管的特性對(duì)實(shí)心銅棒： 熱管的形式分離型熱管平板型熱管 91熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)由于熱管的特有結(jié)構(gòu)，使它具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，它的應(yīng)用正是以這些特性為基礎(chǔ)。（理論上 ΔT 82熱設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)216。由于各部分散熱器已達(dá)到最佳化，散熱器抗熱沖擊能力會(huì)減弱，應(yīng)引起特別關(guān)注。散熱器可以自由置于最有利的通風(fēng)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(shù)。216。74熱仿真技術(shù)vICEPAK Project Manager用于項(xiàng)目管理、物性參數(shù)、網(wǎng)格參數(shù)、計(jì)算參數(shù)的設(shè)定等； Drawing Flortran是該軟件面向流場(chǎng)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(chǎng)份額 。 降低設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和重復(fù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的費(fèi)用。Tj=Ta+℃216。ρ 海平面 /ρ 高空ρ 海平面 )(1000/2023)N2+ 對(duì)于風(fēng)扇冷卻的機(jī)柜，在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房?jī)?nèi)噪音不得超過 55dB，在普通民房?jī)?nèi)不得超過 65dB。20N1(density2/density1) Power HP2WRONG! MASSFLOW2flow CFM2σ =Af/Ac=57熱設(shè)計(jì)的計(jì)算方法熱設(shè)計(jì)的計(jì)算方法v冷板的計(jì)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(jì)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(tái)面溫度 ts為假定值設(shè) 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(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算自然對(duì)流 垂直表面基板 ＋ R肋導(dǎo)下表風(fēng)扇為可選型號(hào)44熱設(shè)計(jì)的計(jì)算方法熱設(shè)計(jì)的計(jì)算方法v型材散熱器的計(jì)算216。 按最大風(fēng)量選擇風(fēng)扇型號(hào)。 系統(tǒng)Sfan=(φin2－ φhub2) Q機(jī)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(guān)系曲線選擇，此方法適應(yīng)于溫升要求不同的各類設(shè)備的冷卻36熱設(shè)計(jì)的計(jì)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?yàn)榇藭r(shí)輻射波長(zhǎng)相當(dāng)長(zhǎng)，處于不可見的紅外區(qū)。目前國(guó)際上先進(jìn)的擠壓設(shè)備及工藝已能夠達(dá)到 23的高寬比，國(guó)內(nèi)目前高寬比最大只能達(dá)到 8。216。216。20散熱器的設(shè)計(jì)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(dǎo)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(zhǎng)太快，會(huì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論v流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)216。Z1＋ p1/γ+v12/2g＝ Z2＋ p2/γ+v22/2g＋ hw17熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論v流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)216。V＝ Q/A216。二者的關(guān)系為：15熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論v流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)216。Nu=有限空間的自然對(duì)流換熱 水平夾層的自然對(duì)流換熱問題分為三種情況： (1) 熱面朝上，冷熱面之間無流動(dòng)發(fā)生，按導(dǎo)熱計(jì)算； (2) 熱面朝下，對(duì)氣體 1700,按導(dǎo)熱計(jì)算； (3) 有限空間的自然對(duì)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論v流體受迫流動(dòng)換熱216。定性溫度： 典型的自然冷機(jī)柜風(fēng)道結(jié)構(gòu)形式7風(fēng)路設(shè)計(jì)方法v強(qiáng)迫冷卻的風(fēng)路設(shè)計(jì)216。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)252。 溫度對(duì)元器件的影響 ：一般而言，溫度升高電阻阻值降低；高溫會(huì)降低電容器的使用壽命；高溫會(huì)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(huì)造成焊點(diǎn)合金結(jié)構(gòu)的變化 —IMC 增厚，焊點(diǎn)變脆，機(jī)械強(qiáng)度降低；結(jié)溫的升高會(huì)使晶體管的電流放大倍數(shù)迅速增加，導(dǎo)致集電極電流增加，又使結(jié)溫進(jìn)一步升高，最終導(dǎo)致元件失效。工作環(huán)境條件下不超過標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范所規(guī)定的最高溫度。