【正文】 上；b、增加輻射黑度ε；c、增加輻射面積s；d、輻射體對于吸收體要有良好的視角，即角系數(shù)φ要大；e、不希望吸收熱量的零部件，壁光滑易于反射熱。B、元器件排放減少熱影響：a、有通風口的機箱內部，電路安裝應服從空氣流動方向：進風口→放大電路→邏輯電路→敏感電路→集成電路→小功率電阻電路→有發(fā)熱元件電路→出風口，構成良好散熱通道；b、發(fā)熱元器件要在機箱上方，熱敏感元器件在機箱下方，利用機箱金屬殼體作散熱裝置。零件安裝方向橫向面與風向平行，利于熱對流。D、冷卻內部部件的空氣進口須加過濾裝置，且不必拆開機殼即可更換或清洗；E、設計上避免器件工作熱環(huán)境的穩(wěn)定性，以減輕熱循環(huán)與沖擊而引起的溫度應力變化。措施：a、冷卻前后溫差不要過大；b、溫差過大會產生凝露的部位，水分不會造成堵塞或積水；c、如果有積水，積水部位的材料不會發(fā)生腐蝕；d、對裸露的導電金屬加熱縮套管或其他遮擋絕緣措施；上面對降耗、導熱、布局的三類措施作了簡要的羅列，在我們設計一個系統(tǒng)時，也要有一些系統(tǒng)的指標進行評價和作為設計目標，比如電子設備的進口空氣與出口空氣溫差應14℃、系統(tǒng)總功耗 ** W、系統(tǒng)用到的電源電壓不超過**種（種類越多，變換就多，效率損失就多）…四、 熱設計的計算熱設計的基礎理論、自然對流換熱、大空間的自然對流換熱 Nu=C()n. 定性溫度： tm=(tf+tw)/2 定型尺寸按及指數(shù)按下表選取 、有限空間的自然對流換熱 垂直封閉夾層的自然對流換熱問題分為三種情況： (1) 在夾層內冷熱壁的兩股流道邊界層能夠相互結合，形成環(huán)流； (2) 夾層厚度δ與高度之比δ/h，冷熱的自然對流邊界層不會相互干擾，也不會出現(xiàn)環(huán)流，可按大空間自然對流換熱計算方法分別計算冷熱的自然對流換熱； (3) 冷熱壁溫差及厚度均較小，以厚度為定型尺寸的Gr=(Bg△t δ3)/υ32000時，通過夾層的熱量可按純導熱過程計算。 入口段：流體從進入管口開始需經歷一段距離后管兩側的邊界層才能夠在管中心匯合，這時管斷面流速分布及流動狀態(tài)才達到定型。入口段管內流動換熱系數(shù)是不穩(wěn)定的，所以計算平均對流換熱系數(shù)應對入口段進行修正。 管內受迫層流換熱準則式： Nu= (Pr/Prw) 管內受迫紊流換熱準則式： twtf Nu= . twtf Nu= 、 流體動力學基礎、流量與斷面平均流速 流量：單位時間內流過過流斷面的流體數(shù)量。二者的關系為： G=γQ 斷面平均流速：由于流體的粘性，過流斷面上各點的流速分布不均勻，根據(jù)流量相等原則所確定的均勻流速稱為斷面平均流速。用x表示，單位m。 、恒定流連續(xù)性方程 對不可壓縮流體：V1A1=V2A2. 對可壓縮流體 ： ρ1V1A1=ρ1V2A恒定流能量方程 對理想流體：Z＋p/γ+v2/2g=常數(shù) 實際流體:由于粘性作為會引起流動阻力，流體阻力與流體流動方向相反作負功，使流體的總能量不斷衰減，每個斷面的Z＋p/y+v2/2g≠常數(shù)，假設流體從斷面1到斷面2的能量損失為hw，則元流的能量方程式為： Z1＋p1/γ+v12/2g＝Z2＋p2/γ+v22/2g＋hw 、流體流動的阻力:由于流體的粘性和固體邊界的影響，使流體在流動過程中受到阻力，這個阻力稱為流動阻力，可分為沿程阻力和局部阻力兩種。 局部阻力：在邊界急劇變化的區(qū)域，如斷面突然擴大或突然縮小、彎頭等局部位置，是流體的流體狀態(tài)發(fā)生急劇變化而產生的流動阻力。 Re=Vde/ν2300 層流 紊流：流體質點相互混雜，無規(guī)則的紊流運動。 Re=Vde/ν2300 紊流、管內層流沿程阻力計算(達西公式) hf=λ(L/de)(ρV2/2) λ－沿程阻力系數(shù)，λ＝64/Re、管內紊流沿程阻力計算 hf=λ(L/de)(ρV2/2) λ＝f(Re，ε/d)，即紊流時沿程阻力系數(shù)不僅與雷諾數(shù)有關，還與相對粗糟度ε有關。 de=4A/x、局部阻力 hj＝ξρV2/2 ξ－局部阻力系數(shù) 突然擴大： 按小面積流速計算的局部阻力系數(shù)：ζ1＝(1A1/A2) 按大面積流速計算的局部阻力系數(shù)：ζ2＝(1A2/A1) 突然縮?。? 可從相關的資料中查閱經驗值。 密封機箱 WT=(Ss+4St/3+2Sb/2)Δt +4σεTm3ΔT 216。 對強迫通風機箱 WT=(Ss+4St/3+2Sb/2)Δt +4σεTm3ΔT+ 1000QfΔT [案例]有一電子設備其總功耗為55W，其外形尺寸長、寬、高分別為400mm、300mm和250mm，外殼外表面的黑度為ε=，外表面的溫度為35℃，周圍環(huán)境溫度為25℃，設備內部的空氣允許溫度為40℃，設備的四個側面及頂面參與散熱，試進行自然冷卻設計計算。 通風機箱的通風面積計算 QT=(Ss+4St/3+2Sb/2)+4σεTm3F輻射Δt+1000uSinΔt 55＝(+4/3)10 +4108( +)308310＋1000Sin10 Sin= 自然冷卻時進風口面積的計算在機柜的前面板上開各種形式的通風孔或百葉窗，以增加空氣對流，進風口的面積大小按下式計算： Sin=Q/(105 HΔt ) s通風口面積的大小，cm2 Q機柜內總的散熱量，W H機柜的高度，cm， Δt=t2t1－內部空氣t2與外部空氣溫度 t1 之差 ， ℃ 強迫風冷出風口面積的計算216。 系統(tǒng) 在后面板(后門)上與模塊層對應的位置開通風口，通風口的面積大小應為： S＝()(NS模塊) N每層模塊的總數(shù) S模塊每一個模塊的進風面積 [案例] 鐵道信號電源機柜模塊及系統(tǒng)均為自然冷卻，每層模塊的散熱量為360W，模塊的高度為7U，進出口溫差按20℃計算，機柜實際寬度為680mm，試計算每層進出風口的面積？ H按2倍模塊的高度計算，即 H=27U=14U 進風口的面積按下式計算： Sin=Q/(105H△) =360/(10514 )=875 cm2 進風口高度h 機柜的寬度按B=680mm計，則進風口的高度為： H=Sin/B=875/68= b 出風口面積Sout Sout=()Sin=2875=1750 cm2實際冷卻風量的計算方法 q`=Q/(△T) q`實際所需的風量，M3/h Q散熱量，W △T 空氣的溫升，℃，一般為10－15℃。[案例]10K UPS主功率管部分的實際總損耗為800W，空氣溫升按15℃考慮，請選擇合適的風扇。 散熱器的熱阻 散熱器的熱阻是從大的方面包括三個部分。 對流換熱系數(shù)的計算 自然對流 垂直表面 hcs=(△t/L) ，w/ 式中: △t散熱表面與環(huán)境溫度的平均溫升，℃ L散熱表面的特征尺寸，取散熱表面的高，m 水平表面，熱表面朝上 hct=(△t/L) ，w/ 式中: △t散熱表面與環(huán)境溫度的平均溫升，℃ L散熱表面的特征尺寸，取L＝2(長寬)/(長＋寬)，m 水平表面，熱表面朝下 hcb=(△t/L) ，w/ 式中: △t散熱表面與環(huán)境溫度的平均溫升，℃ L散熱表面的特征尺寸，取L＝2(長寬)/(長＋寬)，m 強迫對流 層流 Ref105 hc＝() λ空氣 湍流 Ref105 hc＝() λ空氣 216。 散熱器的流阻計算 散熱器的流阻包括沿程阻力損失及局部阻力損失 △P＝hf+hj =λfρV22/2+ζρV22/2 λf 沿程阻力系數(shù) L流向長度(m) de當量水利直徑(m)，de=4A流通/濕周長 V斷面流速(m/s) 沿程阻力系數(shù)計算λf 層流區(qū)：Re=Vd/υ≤2300 λf=64/Re 紊統(tǒng)光滑區(qū) 4000Re105 λf= υ運動粘度系數(shù)（m2/s），從文獻中查找 局面阻力系數(shù)ζ 突然擴大 按小面積流速計算的局部阻力系數(shù)：ζ1＝(1A1A2) 按大面積流速計算的局部阻力系數(shù)： ζ2＝(1A2/A1) 突然縮小 可從相關的資料中查閱經驗值。風扇采用PAPST 4656Z ，風扇功率19W，最大風量為160m3/h，壓頭為70Pa。 冷板的計算方法216。流體的質量流速和雷諾數(shù) G=qm/Af Re=deG/μ 根據(jù)雷諾數(shù)確定流體的狀態(tài)(層流或紊流)， Re1800, 層流， Re105, 湍流 根據(jù)流體的狀態(tài)(層流或紊流)計算考爾本數(shù)J Re1800,層流 J=6/Re Re105,湍流 J= 也可以根據(jù)齒形及雷諾數(shù)從GJB/Z 2792 圖12－18查得 計算冷板的換熱系數(shù)： h= JGCpPr2/3 計算肋片的效率 m=(2h/λδ)，ηf=th(ml)/ml（也可以根據(jù)ml值查相應的圖表得到肋片效率)計算冷板的總效率：忽略蓋板及底版的效率，總效率為：