【正文】 b、增加輻射黑度ε；c、增加輻射面積s；d、輻射體對(duì)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(fēng)口的機(jī)箱內(nèi)部，電路安裝應(yīng)服從空氣流動(dòng)方向：進(jìn)風(fēng)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(fēng)口，構(gòu)成良好散熱通道；b、發(fā)熱元器件要在機(jī)箱上方，熱敏感元器件在機(jī)箱下方，利用機(jī)箱金屬殼體作散熱裝置。零件安裝方向橫向面與風(fēng)向平行，利于熱對(duì)流。D、冷卻內(nèi)部部件的空氣進(jìn)口須加過(guò)濾裝置，且不必拆開(kāi)機(jī)殼即可更換或清洗；E、設(shè)計(jì)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(yīng)力變化。措施：a、冷卻前后溫差不要過(guò)大；b、溫差過(guò)大會(huì)產(chǎn)生凝露的部位，水分不會(huì)造成堵塞或積水；c、如果有積水，積水部位的材料不會(huì)發(fā)生腐蝕；d、對(duì)裸露的導(dǎo)電金屬加熱縮套管或其他遮擋絕緣措施；上面對(duì)降耗、導(dǎo)熱、布局的三類措施作了簡(jiǎn)要的羅列，在我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，也要有一些系統(tǒng)的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)和作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，比如電子設(shè)備的進(jìn)口空氣與出口空氣溫差應(yīng)14℃、系統(tǒng)總功耗 ** W、系統(tǒng)用到的電源電壓不超過(guò)**種（種類越多，變換就多，效率損失就多）…四、 熱設(shè)計(jì)的計(jì)算熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論、自然對(duì)流換熱、大空間的自然對(duì)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(duì)流換熱 垂直封閉夾層的自然對(duì)流換熱問(wèn)題分為三種情況： (1) 在夾層內(nèi)冷熱壁的兩股流道邊界層能夠相互結(jié)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(duì)流邊界層不會(huì)相互干擾，也不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流，可按大空間自然對(duì)流換熱計(jì)算方法分別計(jì)算冷熱的自然對(duì)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(shí)，通過(guò)夾層的熱量可按純導(dǎo)熱過(guò)程計(jì)算。 入口段：流體從進(jìn)入管口開(kāi)始需經(jīng)歷一段距離后管兩側(cè)的邊界層才能夠在管中心匯合，這時(shí)管斷面流速分布及流動(dòng)狀態(tài)才達(dá)到定型。入口段管內(nèi)流動(dòng)換熱系數(shù)是不穩(wěn)定的，所以計(jì)算平均對(duì)流換熱系數(shù)應(yīng)對(duì)入口段進(jìn)行修正。 管內(nèi)受迫層流換熱準(zhǔn)則式： Nu= (Pr/Prw) 管內(nèi)受迫紊流換熱準(zhǔn)則式： twtf Nu= . twtf Nu= 、 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、流量與斷面平均流速 流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)過(guò)流斷面的流體數(shù)量。二者的關(guān)系為： G=γQ 斷面平均流速：由于流體的粘性，過(guò)流斷面上各點(diǎn)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(duì)不可壓縮流體：V1A1=V2A2. 對(duì)可壓縮流體 ： ρ1V1A1=ρ1V2A恒定流能量方程 對(duì)理想流體：Z＋p/γ+v2/2g=常數(shù) 實(shí)際流體:由于粘性作為會(huì)引起流動(dòng)阻力，流體阻力與流體流動(dòng)方向相反作負(fù)功，使流體的總能量不斷衰減，每個(gè)斷面的Z＋p/y+v2/2g≠常數(shù)，假設(shè)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(dòng)的阻力:由于流體的粘性和固體邊界的影響，使流體在流動(dòng)過(guò)程中受到阻力，這個(gè)阻力稱為流動(dòng)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(kuò)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(chǎn)生的流動(dòng)阻力。 Re=Vde/ν2300 層流 紊流：流體質(zhì)點(diǎn)相互混雜，無(wú)規(guī)則的紊流運(yùn)動(dòng)。 Re=Vde/ν2300 紊流、管內(nèi)層流沿程阻力計(jì)算(達(dá)西公式) hf=λ(L/de)(ρV2/2) λ－沿程阻力系數(shù)，λ＝64/Re、管內(nèi)紊流沿程阻力計(jì)算 hf=λ(L/de)(ρV2/2) λ＝f(Re，ε/d)，即紊流時(shí)沿程阻力系數(shù)不僅與雷諾數(shù)有關(guān)，還與相對(duì)粗糟度ε有關(guān)。 de=4A/x、局部阻力 hj＝ξρV2/2 ξ－局部阻力系數(shù) 突然擴(kuò)大： 按小面積流速計(jì)算的局部阻力系數(shù)：ζ1＝(1A1/A2) 按大面積流速計(jì)算的局部阻力系數(shù)：ζ2＝(1A2/A1) 突然縮?。? 可從相關(guān)的資料中查閱經(jīng)驗(yàn)值。 密封機(jī)箱 WT=(Ss+4St/3+2Sb/2)Δt +4σεTm3ΔT 216。 對(duì)強(qiáng)迫通風(fēng)機(jī)箱 WT=(Ss+4St/3+2Sb/2)Δt +4σεTm3ΔT+ 1000QfΔT [案例]有一電子設(shè)備其總功耗為55W，其外形尺寸長(zhǎng)、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(shè)備內(nèi)部的空氣允許溫度為40℃，設(shè)備的四個(gè)側(cè)面及頂面參與散熱，試進(jìn)行自然冷卻設(shè)計(jì)計(jì)算。 通風(fēng)機(jī)箱的通風(fēng)面積計(jì)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(shí)進(jìn)風(fēng)口面積的計(jì)算在機(jī)柜的前面板上開(kāi)各種形式的通風(fēng)孔或百葉窗，以增加空氣對(duì)流，進(jìn)風(fēng)口的面積大小按下式計(jì)算： Sin=Q/(105 HΔt ) s通風(fēng)口面積的大小，cm2 Q機(jī)柜內(nèi)總的散熱量，W H機(jī)柜的高度，cm， Δt=t2t1－內(nèi)部空氣t2與外部空氣溫度 t1 之差 ， ℃ 強(qiáng)迫風(fēng)冷出風(fēng)口面積的計(jì)算216。 系統(tǒng) 在后面板(后門)上與模塊層對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)通風(fēng)口，通風(fēng)口的面積大小應(yīng)為： S＝()(NS模塊) N每層模塊的總數(shù) S模塊每一個(gè)模塊的進(jìn)風(fēng)面積 [案例] 鐵道信號(hào)電源機(jī)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(jìn)出口溫差按20℃計(jì)算，機(jī)柜實(shí)際寬度為680mm，試計(jì)算每層進(jìn)出風(fēng)口的面積？ H按2倍模塊的高度計(jì)算，即 H=27U=14U 進(jìn)風(fēng)口的面積按下式計(jì)算： Sin=Q/(105H△) =360/(10514 )=875 cm2 進(jìn)風(fēng)口高度h 機(jī)柜的寬度按B=680mm計(jì)，則進(jìn)風(fēng)口的高度為： H=Sin/B=875/68= b 出風(fēng)口面積Sout Sout=()Sin=2875=1750 cm2實(shí)際冷卻風(fēng)量的計(jì)算方法 q`=Q/(△T) q`實(shí)際所需的風(fēng)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(shí)際總損耗為800W，空氣溫升按15℃考慮，請(qǐng)選擇合適的風(fēng)扇。 散熱器的熱阻 散熱器的熱阻是從大的方面包括三個(gè)部分。 對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算 自然對(duì)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(zhǎng)寬)/(長(zhǎng)＋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(zhǎng)寬)/(長(zhǎng)＋寬)，m 強(qiáng)迫對(duì)流 層流 Ref105 hc＝() λ空氣 湍流 Ref105 hc＝() λ空氣 216。 散熱器的流阻計(jì)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(zhǎng)度(m) de當(dāng)量水利直徑(m)，de=4A流通/濕周長(zhǎng) V斷面流速(m/s) 沿程阻力系數(shù)計(jì)算λf 層流區(qū)：Re=Vd/υ≤2300 λf=64/Re 紊統(tǒng)光滑區(qū) 4000Re105 λf= υ運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)（m2/s），從文獻(xiàn)中查找 局面阻力系數(shù)ζ 突然擴(kuò)大 按小面積流速計(jì)算的局部阻力系數(shù)：ζ1＝(1A1A2) 按大面積流速計(jì)算的局部阻力系數(shù)： ζ2＝(1A2/A1) 突然縮小 可從相關(guān)的資料中查閱經(jīng)驗(yàn)值。風(fēng)扇采用PAPST 4656Z ，風(fēng)扇功率19W，最大風(fēng)量為160m3/h，壓頭為70Pa。 冷板的計(jì)算方法216。流體的質(zhì)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(jì)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(jì)算冷板的換熱系數(shù)： h= JGCpPr2/3 計(jì)算肋片的效率 m=(2h/λδ)，ηf=th(ml)/ml（也可以根據(jù)ml值查相應(yīng)的圖表得到肋片效率)計(jì)算冷板的總效率：忽略蓋板及底版的效率，總效率為：