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風(fēng)冷散熱原理

 從熱力學(xué)的角度來看，物體的吸熱,、放熱是相對的,，凡是有溫度差存在時(shí)，就必然發(fā)生熱從高溫處傳遞到低溫處,，這是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中普遍的一種現(xiàn)象,。而熱傳遞的方式有三種：輻射、對流,、傳導(dǎo),，其中以熱傳導(dǎo)為zui快。我們要討論的風(fēng)冷散熱,，實(shí)際上就是強(qiáng)制對流散熱,。

 對流換熱是指流體與其相接觸的固體表面或流體，而這具有不同溫度時(shí)所發(fā)

生的熱量轉(zhuǎn)移過程,。

熱源將熱量以熱傳導(dǎo)方式傳至導(dǎo)熱導(dǎo)熱介質(zhì),，

再由介質(zhì)傳至散熱片基部，由基部將熱量傳至散熱片肋片并通過風(fēng)扇與空氣分子進(jìn)行受迫對流,，將熱量散發(fā)到空氣中,。風(fēng)扇不斷向散熱片吹入冷空氣，流出熱空氣,，完成熱的散熱過程,。

 對流換熱即受導(dǎo)熱規(guī)律的支配，又受流體流動(dòng)規(guī)律的支配,，屬于一種復(fù)雜的

傳熱過程,，表現(xiàn)在對流換熱的影響因素比較多。

1．按流體產(chǎn)生流動(dòng)的原因不同，可分為自然對流和強(qiáng)制對流,。 2．按流動(dòng)性質(zhì)來區(qū)分,，有層流和

紊流之別。流體從層流過渡到紊流是由于流動(dòng)

失去穩(wěn)定性的結(jié)果,。一般以雷諾數(shù)（Re）的大小,，作為層流或紊流的判斷依據(jù)。

3．流體的物性對對流換熱的影響,。例如,，粘度、密度,、導(dǎo)熱系數(shù),、比熱、導(dǎo)溫

系數(shù)等等,，它們隨流體不同而不同,，隨溫度變化而變化，從而改變對流換熱效果,。

4．換熱表面的幾何條件對對流換熱的影響,。其中包括：

 1)管道中的進(jìn)口、出口段的長度,，形狀以及流道本身的長度等,；

 2)物體表面的幾何形狀，尺寸大小等,；

 3)物體表面,，如管道壁面、平板表面等的粗糙程度,；

 4)物體表面的位置（平放,、側(cè)放、垂直放置等）以及流動(dòng)空間的大小,。

5．流體物態(tài)改變的影響,。

6．換熱面的邊界條件，如恒熱流,、恒壁溫等,，也會(huì)影響對流換熱。

7.風(fēng)量和溫度的關(guān)系

 T＝Ta＋1.76P／Q 

 式中Ta--環(huán)境溫度,，℃

 P--整機(jī)功率,，W Q--風(fēng)扇的風(fēng)量，CFM T--機(jī)箱內(nèi)的溫度,，℃

 舉一個(gè)電路設(shè)計(jì)中熱阻的計(jì)算的例子：

 設(shè)計(jì)要求：

 芯片功耗：

 20瓦芯片表面不能過的zui高溫度：85℃

 環(huán)境溫度（zui高）：55℃

計(jì)算所需散熱器的熱阻,。

實(shí)際散熱器與芯片之間的熱阻很小,，取01℃/W作為近似。則（

R + 0.1）× 20W = 85℃

- 55℃得到R = 1.4 ℃/W 

只有當(dāng)選擇的散熱器的熱阻小于1.4℃/W時(shí)才能保證芯片表面溫度不會(huì)過85℃,。使用

風(fēng)扇能帶走散熱器表面大量的熱量,，降低散熱器與空氣的溫差.