(完整版)散热器设计的基本计算

散热器方案设计

“铭昊欣”散热器设计方案 一、散热方案概述 随着电子设备不断将更强大的功能集成到更小组件中，温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一，即在架构紧缩，操作空间越来越小的情况下，如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量。因此，必须加快散热速度，有效地控制产品的工作温度，使其不超过极限范围，以提高产品的可靠性并延长寿命。 二、散热原理 散热就是热量传递，而热的传递方式有三种：传导、对流和辐射。传导是由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式，CPU和散热片之间的热量传递主要是采用这种方式，这也是最普遍的一种热传递方式。对流是指气体或液体中较热部分和较冷部分通过循环将温度均匀化，目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流法，电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。辐射顾名思义就是将热能从热源直接向外界发散出去，该过程与热源表面颜色、材质及温度有关，辐射的速度较慢，因此在散热器散热中所起到的作用十分有限（辐射可以在真空中进行）。这三种散热方式都不是孤立的，在日常的热量传递中，这三种散热方式都是同时发生，共同发挥作用的。

三、散热方案设计 对于CPU散热器，依照从散热器带走热量的方式，可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器，而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式，可以分为风冷，液冷，半导体制冷，压缩机制冷，液氮制冷等等。 其中风冷散热器是最常见的，而且简单易用，就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低，安装方便等优点。但对环境依赖比较高，例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。 风扇是风冷散热器中必不可少的一部分，对散热效果起着重要的作用，同时，也对散热器的工作噪音有着决定性的影响。风扇在风冷散热器中的职责为：凭借自身的导热作用，令空气以一定的加速度、一定的方式通过散热片表面，利用空气与散热片表面的热交换从而带走散热片上堆积的热量，从而实现“强制对流“的散热方式。 1.参数： 一款风扇的品质，最重要的两个方面为性能与寿命，其次便是越来越受到关注的工作噪音；此外，还必须注意风扇的其他电气要求规格与功率。 2.风量： 风量是风扇最重要的两项性能指标之一。

汽车散热器的毕业设计论文

汽车散热器的毕业设计论文 目录 1、前言、 2、散热器的结构及对材料的要求、 3、铝散热器片材料的特点、 4、散热器的结构和种类样图、 5、用铝散热器取代铜散热器能够满足整车及发动机的性能要 求、 6、铝散热器使用寿命高于铜散热器、 7、铝散热器必须使用厂家规定的防冻防锈液、 8、铝散热器必须在生产厂家进行专业维修、 9、层叠式汽车散热器、 10、散热器的计算和选用原则散热 11、使用与保养、 12、汽车散热器的发展趋势、 13、结语、

1.前言 散热器是汽车水冷发动机冷却系统中不可缺少的重要部件，其作用是将发动机的水套内冷却液所携带的多余热量经过二次热交换，在外界强制气流的作用下从高温零件所吸收的热量散发到空气中的热交换装置。因此，冷却系统中散热器性能的好坏直接影响汽车发动机的散热效果及其动力性、经济性和可靠性,乃至正常工作和安全行驶的问题。 随着汽车发动机转速和功率的不断提高，热负荷也愈来愈大，对冷却系统的要求也越来越高，人们对包括散热器在内的冷却系统的研究愈加重视，新技术、新材料不断涌现。汽车铝散热器产品的优势体现在轻量化、可靠性高、价格低以及生产环保，整车厂采用铝水箱替代原有铜水箱是汽车散热器技术发展的必然趋势。目前，汽车散热器正朝着轻型、高效、经济的方向发展，国内乘用车产品90%以上采用的是铝散热器，在商用车上的使用近年也陆续采用并有扩大的趋势。 2. 散热器的结构及对材料的要求 汽车水冷发动机散热器由冷却用的散热器芯部、进水室和出水室三部分组成。冷却液在散热器芯内流动，空气从散热器芯外高速流过，冷却液和空气通过散热器芯部进行热量交换。 目前，汽车散热器的结构形式可分为直流型和横流型两大类。

散热器设计的基本计算(最新整理)

散热器设计的基本计算 一、概念 1、热路：由热源出发，向外传播热量的路径。在每个路径上，必定经过一些不同的介质， 热路中任何两点之间的温度差，都等于器件的功率乘以这两点之间的热阻，就像电路中的欧姆定律，与电路等效关系如下。 热路电路 热耗P （W）电流V ab I （A） 温差△T=T1－T2 （℃）电压V ab=V a－V b（V） 热阻R th=△T/P （℃/ W）电阻R=V ab/I （Ω） 热阻串联R th=R th1＋R th2＋…电阻串联R=R1＋R2＋… 热阻并联1/R th=1/R th1＋1/R th2＋…电阻并联1/R=1/R1＋1/R2＋… 2、热阻：在热路中，各种介质及接触状态，对热量的传递表现出的不同阻碍作用—— 在热路中产生温度差,形成对热路中两点间指标性的评价。 符号——Rth 单位——℃/W。 ?稳态热传递的热阻计算: R th= (T1－T2)/P T1——热源温度（无其他热源）（℃) T2——导热系统端点温度（℃) ?热路中材料热阻的计算: R th=L/(K·S) L——材料厚度（m) S——传热接触面积（m2) 3、导热率：是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所 传递的热量。 符号——K or λ单位——W／m-K，

铝合金10702261900平面 铝合金1050209硅胶垫佳日丰泰 5.0铝合金6063201矽胶套帽佳日丰泰 1.0铝合金6061160相变基膜佳日丰泰 1.4铝合金7075 130矽硅膜鑫鑫顺源0.9铁80导热膏KDS-2 0.84不锈钢17 空气 0.04 二、热设计的目标 1、确保任何元器件不超过其最大工作结温（T jmax ） ?推荐：器件选型时应达到如下标准 民用等级：T jmax ≤150℃ 工业等级：T jmax ≤135℃军品等级：T jmax ≤125℃ 航天等级：T jmax ≤105℃ ?以电路设计提供的，来自于器件手册的参数为设计目标2、温升限值 器件、内部环境、外壳： △T ≤60℃ 器件每升高2℃，可靠性下降10％；器件温升为50℃时，寿命只有温升25℃的1/6，电解电容温升超过10℃，寿命下降1/2。三、计算 1、TO220封装＋散热器 1)结温计算?热路分析 热传递通道：管芯j →功率外壳c →散热器 s →环境空气a

设备散热器、风扇的选型和设计计算

散热、吸热，还是绝热重要？ ________________________________________ 在这儿之前,有一个很重要的问题要问各位,您知道什么是"热"吗?在您选择一项产品之前.您得先知道您用钞票换得手中的宝贝要解决的是什么物理现象,千万别当了冤大头!"热(He at)"是能量吗? 严格来说它不算是能量,应该说是一种传递能量的形式.就好象作功一样.微观来看,就是区域分子受到外界能量冲击后,由能量高的分子传递至能量低的区域分子(就像是一种扩散 效应),必须将能量转嫁释放出来.所以能量的传递,就是热.而大自然界最根本的热产生方式,就是剧烈的摩擦(所谓摩擦生热如是说!).从电子(量子力学)学的角度而言,当电子束滑过电子信道时,会因为与导线(trace)剧烈摩擦而产生热,它形成一股阻力,阻止电子流到达另一端(就像汽车煞车的效果是一样的).我们统称作"废热". 所以当CPU的速度越高,表示它的I/O(Inp ut/Output)数越高,线路布局越复杂.就好比一块同样面积的土地上.您不断的增加道路面积; 不断的膨胀车流量,下场是道路越来越窄,而车子越来越多,不踩煞车,能不出车祸吗?当然热 量越来越高.信不信,冷飕飕的冬天,关在房里打计算机,你会爱死它,又有得杀时间,又暖和!只是不巧,炎炎夏日又悄悄的接近了…… "传热(Heat Transfer)":既然说热是一种传递能量的形式.那就不能不谈传递的方法了.总的来说整个大自然界能量传递的方式被我们聪明的老祖先(请记住.热力学Thermal Dynami c是古典力学的一种!)概分为三种,接下来我用最浅显易懂的方式分别介绍这门神功的三大基本奥义让各位知道: 1.)热传导(Conduction) 物质本身或当物质与物质接触时,能量传递的最基本形式(这里所说的物质包括气体,液体,与固体).当然气体与液体(我们统称为流体)本身因为结构不似固体紧密.我们又有另外一个专有名词来形容它,叫做热扩散(Diffusion).若诸位看官真有兴趣的话,不妨把下面的公式熟记,对以后您专业素养的养成,抑或是将来更深入的技术,探讨彼此的沟通都非常有帮助(这可是入门的第一招式,千万别放弃您当专业消费者的权益了!).另外,为了避免您一开始走火入魔,请容我先将所有的单位(Unit)都拿掉. Q = K*A*ΔT/ΔL 其中Q为热量;就是热传导所能带走的热量. K为材料的热传导系数值(Conductivity);请记住,它代表材料的热传导特性,就像是出生证明一样.若是纯铜,就是396.4;若是纯铝,就是240;而我们都是人,所以我们的皮肤是0.38,记住! 数值越高,代表传热越好.(详细的材料表我将于日后择篇幅再补述!) A代表传热的面积(或是两物体的接触面积.) ΔT代表两端的温度差;ΔL则是两端的距离. 让我们来看一下图标,更加深您的印象! 热传导后温度分布 铜材的导热系数高,经过热传导后,温度在铜材中分布就非常均匀,相反的,木材的导热系数偏低,于是相同的传导距离,木材的温度分布就明显的不均匀(温度颜色衰减的非常快;表示热量传导性不良.) 从上述的第一招式我们可以知道.热传导的热传量.跟传导系数,接触面积成正比关系(越大,则传热越好!)而跟厚度(距离)成反比.好,有了这个观念,现在让我们把焦点转到散热片身上,当散热片与热源接触,我们需要的是"吸热",能够大量的把热吸走,越多越好.各位可以到市面上看看最近有一些散热片的底部会加一块铜板不是吗?或甚至干脆用铜当散热片底板.就是

汽车水散热器的概述及理论设计计算

汽车水散热器的概述 及理论设计计算 一、散热器概述 1汽车散热器的定义： 汽车散热器是水冷式发动机冷却系统的关键部件。通过强制水循环对发动机进行冷却，是保证发动机在正常的温度范围内连续工作的换热装置。 1、散热器在汽车中的重要地位 1汽车总成 产值比重按不同的车型能够占汽车总成的1~2.5% 2发动机总成 产值比重按不同的车型能够占发动机的15%左右 3、散热器结构的发展 1管片式开窗结构 2铜质管带式平片结构 3铜质管带式开窗结构 4铝质汽车散热器 5铜塑水箱或铝塑水箱 4、散热器的结构 1基本结构 2带补偿水壶结构 3带膨胀水箱结构 三、汽车的整体结构 温度过高及过低的坏处

温度过高 3温度过高时大多数零件都受热膨胀，温度越高，膨胀越大 4零件在高温下会降低强度，不能很好地工作 5温度过高时，其润滑油粘度降低，会加剧零件的磨损 6气缸内的温度过高时，进入气缸内的新鲜空气很快膨胀，就减少了进气量，降低功率。 7在汽油机中，气缸内温度过高时，容易产生爆炸现象 温度过低 2燃料不能完全燃烧,使燃料消耗增加 3使润滑油粘度增高,零件的摩擦阻力加大,消耗较多的功率,因而减少了输出功率 4废气中的水蒸气与硫化物生成一种叫亚硫酸的液滴腐蚀零件 5传走的热能增加,转变为机械功的热能减少,造成过多的散热损失. 汽车分类最新标准 以前的分类是我国1988年6月发布的有关标准GB/T3730.1-1988。 2目前新标准已将汽车的分类作了修改: 3一是废除了“轿车”的提法 4二是不再将”越野车”单独分类 5三是将汽车分为乘用车和商用车两大类 乘用车（不超过9座）： 1分为普通乘用车、活顶乘用车、高级乘用车、小型乘用车、敞篷车、仓背乘用车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车。 商用车: 2分为客车、货车和半挂牵引车 3客车细分为小型客车、城市客车、长途客车、铰接客车、无轨客车、越野客车、专用客车。 4货车细分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专

设计散热系统时风扇选型的计算

足够的冷空气与散热片进行热交换，也会造成散热效果不好。一般铝质鳍片的散热片要求风扇的风压足够大，而铜质鳍片的散热片则要求风扇的风量足够大；鳍片较密的散热片相比鳍片较疏的散热片，需要更大风压的风扇，否则空气在鳍片间流动不畅，散热效果会大打折扣。所以说不同的散热器，厂商会根据需要配合适当风量、风压的风扇，而并不是单一追求大风量或者高风压的风扇。 无论 Intel 还是 AMD 的CPU 都已经到了与散热器不可分割、甚至丝毫也不能马虎的程度。 CPU 的风扇和散热片可以说是目前最实效、最方便、最常用的 CPU 降温的方法，因此选购一款好的 CPU 散热器是十分必要的。根据空气散热三要素的原理，热源物体表面的面积、空气流动速度以及热源物体与外界的温差是影响散热速度的最重要因素，其实所有 CPU 散热器的设计也都是围绕更好地解决这三个问题而进行的。下面就为大家介绍一些有关 CPU 散热器的性能参数，希望能对大家有所帮助。 风扇功率 风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要的条件，功率越大通常风扇的风力也越强劲，散热的效果也越好。而风扇的功率与转速又是直接联系在一起的，也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。目前一般电脑市场上出售的都是直流 12V 的，功率则从 0.x 瓦到 2.x 瓦不等，购买时需要根据你的 CPU 发热量来选择，理论上是功率略大一些的更好一些，不过，也不能片面地强调高功率，如果功率过大可能会加重计算机电源的工作负荷，从而对整体稳定性产生负面影响。风扇口径该性能参数对风扇的出风量也有直接的影响。在允许的范围之内，风扇的口径越大出风量也就越大，风力作用面也就越大。通常在主机箱内预留位置是安装 8cm×8cm 的轴流风扇。对于该指标，笔者认为应选择的风扇口径一定要与自己计算机中的机箱结构相协调，保证风扇不影响计算机其他设备的正常工作，以及保证计算机机箱中有足够的自由空间来方便拆卸其他配件。 风扇转速 风扇的转速与功率是密不可分的，转速的大小直接影响到风扇功率的大小。通常在一定的范围内，风扇的转速越高，它向 CPU 传送的进风量就越大， CPU 获得的冷

汽车冷却系统设计要求

汽车冷却系统设计要求

汽车冷却系统设计 ——叶海见 汽车冷却系统设计 (2) 一、概述 (3) 二、要求 (3) 三、结构 (3) 四、设计要点 (6) （一）散热器 (6) （二）散热器悬置 (6) （三）风扇 (6) （四）副水箱 (8) （五）连接水管 (8) （六）发动机水套 (8) 五、设计程序 (8) 六、匹配 (8) 七、设计验证 (9) 八、设计优化 (9)

一、概述 二、汽车对冷却系统的要求 （一）汽车对冷却系统有如下几点要求 1、保证发动机在任何工况下工作在最佳温度范围； 2、保证启动后发动机能在短时间内达到最佳温度范围； 3、保证散热器散热效率高，可靠性好，寿命长； 4、体积小，重量轻，成本低； 5、水泵，风扇消耗功率小，噪声低； 6、拆装、维修方便。 （二）冷却系统问题对汽车的影响 1、冷却不足时，会导致内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零部件摩擦和磨损加剧（如活塞、活塞环和缸套咬伤，缸盖发生热疲劳裂纹等），引起内燃机的动力性、经济性、可靠性全面恶化。 2、冷却过剩时（40～50℃），汽油机混合气形成不良，机油被燃油稀释；柴油机工作粗暴，散热损失增加，零部件磨损加剧（比正常工作温度工作时大好几倍），也会使内燃机工作变坏。 三、冷却系统布置选型 （一）冷却系统结构 1、分类： 液体蒸 发 简单蒸发冷 却 以加注冷却液来补偿冷却介 质蒸发损失的蒸发冷却。

冷却冷 却 带辅助水箱 的蒸发冷却 用辅助水箱补充冷却介质的 蒸发冷却。 带冷凝器的 蒸发冷却 蒸发的冷却介质在冷凝器中 凝结后，通。过冷却回路流 回到发动机加水箱的蒸发冷 却。 循 环 冷 却 对流冷却 利用热虹吸作用使冷却液自 然循环的冷却方式。 强 制 冷 却 开式强 制冷却 冷却介质不进行再循环的强 制。冷却方式。 单循环 强制冷 却 冷却介质在冷却水箱、冷却 塔、管式冷却器、散热器等 中进行冷却的强制冷却方 式。 双循环 强制冷 却 利用副回路（外循环）中的 冷却液在热交换器中对发动 机冷却介质进行再冷却的强 制冷却方式。 空气冷却自然空气冷却 利用自然空气循环的冷却方 式。 强制空气冷却 利用风扇迫使空气循环的冷 却方式。 2、常用结构：

散热器的选型与计算..

散热器的选型与计算 以7805 为例说明问题. 设I=350mA,Vin=12V, 则耗散功率Pd=(12V-5V)*0.35A=2.45W 按照TO-220封装的热阻θ JA=54℃/W,温升是132℃, 设室温25℃,那么将会达到7805的热保护点150℃,7805 会断开输出. 正确的设计方法是: 首先确定最高的环境温度, 比如60℃, 查出7805 的最高结温TJMAX=125℃ , 那么允许的温升是65℃. 要求的热阻是65℃ /2.45W=26℃/W.再查7805 的热阻,TO-220 封装的热阻θ JA=54℃/W, 均高于要求值,都不能使用,所以都必须加散热片,资料里讲到加散热片的时候, 应该加上4℃/W 的壳到散热片的热阻. 计算散热片应该具有的热阻也很简单, 与电阻的并联一样, 即 54//x=26,x=50 ℃/W.其实这个值非常大, 只要是个散热片即可满足. 散热器的计算: 总热阻RQj-a=(Tjmax-Ta)/Pd Tjmax : 芯组最大结温150℃ Ta : 环境温度85℃ Pd : 芯组最大功耗 Pd=输入功率- 输出功率 ={24×0.75+(-24) ×(-0.25)}-9.8 ×0.25 ×2

=5.5 ℃ /W 总热阻由两部分构成,其一是管芯到环境的热阻RQj-a, 其中包括结壳热阻RQj-C 和管壳到环境的热阻RQC-a.其二是散热器热阻RQd-a,两者并联构成总热阻. 管芯到环境的热阻经查手册知RQj-C=1.0 RQC-a=36 那么散热器热阻RQd-a 应<6.4. 散热器热阻RQd-a=[(10/kd)1/2+650/A]C 其中k:导热率铝为2.08 d: 散热器厚度cm A: 散热器面积cm2 C: 修正因子取1 按现有散热器考虑,d=1.0 A=17.6×7+17.6 ×1×13 算得散热器热阻RQd-a=4.1℃ /W, 散热器选择及散热计算目前的电子产品主要采用贴片式封装器件，但大功率器件及一些功率模块仍然有不少用穿孔式封装，这主要是可方便地安装在散热器上，便于散热。进行大功率器件及功率模块的散热计算，其目的是在确定的散热条件下选择合适的散热器，以保证器件或模块安全、可靠地工作。 散热计算 任何器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗变成热量。小功率器件损耗小，无需散热装置。而大功率器件损耗大，若不采取散热措施，则管芯的温度可达到或超过允许的结温，器件将受到损坏。因此必须加散热装置，最常用的就是将功率器件安装在散热器上，利

车用散热器散热面积的计算

车用散热器散热面积的计算 一、散热量的确定 1．用户已给散热量的按已给散热量计算. 2．对车用柴油机可按下式进行估算：Q=（）P s式中P s表示发动机功率. 燃烧室为预燃室和涡流室的发动机取较大值P s 直接喷射式的发动机取较小值P s 增压的直喷柴油机可取P s 二、计算平均温度差Δt m 1.散热器的进水温度t s1 闭式冷却系可取t s1=95-100℃(节温器全开温度) 2.散热器出水温度t s2 t s2=t s1-Δt sΔt s是冷却水在散热器中的最大温降,对强制冷却 系可取Δt s=6-12℃ 3.进入散热器的空气温度t k1一般取t k1=40-45℃ 4.流出散热器的空气温度t k2 t k2= t k1+Δt kΔt k是空气流过散热器时的温升,可按下式计算: Δt k=Q/(3600×A Z×C P×V K×ρk) 式中A Z表示散热器芯部的正迎风面积; C P表示空气的定压比热容C P=kgf℃V K表示散热器前的空气流速,车用发动机可取V K=12-15m/s ρk表示空气密度,设定在一个大气压气温50℃下查表得ρk=1.09kg/m3

5.平均温差修正系数φ 汽车发动机的冷却形式,属于两种流体互不混合的交叉流式换热形式.与热力学的简单顺流与逆流的换热形式不同,所以要以修正系数φ对平均温度差结果进行计算修正.而φ值的大小取决于两个无量纲的参数P及R. P=(出气温度-进气温度)/(进水温度-进气温度) R=(进水温度-出水温度)/( 出气温度-进气温度) 查上表可得φ值 6.平均温差Δt m 根据传热学原理,平均温差Δt m可按下式计算: Δt m=φ{(Δt max-Δt min)/ ㏑(Δt max/Δt min)} Δt max= t s1- t k1Δt min= t s2- t k2

采暖散热器的选择和设计

采暖散热器的选择品牌和设计 1. 散热方法 安装金旗舰散热器的基本目的是把功率半导体器件中产生的热量传递出去。热量从一种介质传递到另一种介质中去的方法，可以是下述三种方法中的一种或几种。这三种方法为： (1) 暖气片十大品牌金旗舰暖气片，一线明星代言，暖通O2O第一品牌。 热传导热传导是指热量通过直接接触的物体从高温区传向低温区。它是功率半导体器件的结到壳和外壳到散热器散热的最有效方法。 (2) 热对流发热物体周围的热空气密度比其附近的冷空气密度低，因此，热空气和冷空气之间自然就会形成对流。利用流动的气体或液体流过导热体表面把热量带走的方法称为热对流。 (3) 热辐射由于导热体和邻近物体或空间存在温度差，所以导热体就会以辐射的形式向外发射热量。这种散热方法称为热辐射。 根据黑体辐射原理，散热器的表面温度越高，表面越粗糙，表面发黑率越高，散热器辐射热量的能力就越强。因此，多数散热器都经氧化发黑处理，以增大其辐射散热的能力。功率半导体器件的散热器向周围环境的散热，主要是靠对流散热和辐射散热，但传导散热也起作用。 2. 散热器的材料

制造散热器的材料用得最多的是铜和铝。虽然铜的导热能力比铝强，但它价格比铝贵，为此，制作散热器的理想材料是铝。 在功率晶体管中，为了便于散热，通常都将其集电极和外壳管座焊在一起，如外壳为F2型的功率晶体管就属于这一类型。由于铜的导电性比铝好，加上铜比铝易于焊接，所以晶体管的金属外壳一般都用铜来制作。 3. 绝缘垫片 当晶体管的外壳和散热器之间要求绝缘时，可用0.07～0.12mm 厚的云母绝缘垫片或聚四氟乙烯绝缘垫片来将它们隔开。这样做当然会增大一些壳到散热器的热阻，但若在垫片的每边涂上一些硅脂，就能使其壳到散热器的热阻R(th)cs增加得小一些。氧化铍绝缘垫片的导热性虽然比云母片好，但是它的粉末以及烟雾都是有毒的，因此通常不用。 4. 安装散热器的注意事项 在安装散热器时，为了能得到良好的散热效果，需注意以下几点： ①要使散热器和器件外壳之间的接触面很平，并保持接触良好。接触面越大的散热器要做到这一点就越困难。为了提高散热效果，可在散热器和器件外壳相接触的接触面上均匀地涂上一层硅脂。 ②使用的紧固力矩要合适。力矩过小，会增大热阻;过大，又会使器件变形，产生应力。严重时，甚至会使芯片产生裂缝或引线折断。一般F1和F2型外壳的器件，其紧固力矩可在6～10kg ·cm范围内选择。

汽车冷却系统匹配设计说明

一、冷却系统说明 二、散热器总成参数设定及基本性能要求 三、膨胀箱总成参数设定及基本性能要求 四、冷却风扇总成参数设定及基本性能要求 五、橡胶水管参数设定及基本性能要求

一、冷却系统说明 内燃机运转时，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。但是，如果冷却过强，汽油机混合气形成不良，机油被燃烧稀释，柴油机工作粗爆，散热损失和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。因此，冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。 1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求 一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求： 1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。当工况和环境条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温 度。 2）应在短时间内，排除系统的压力。 3）应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%； 4）具有较高的加水速率。初次加注量能达到系统容积的90%以上。 5）在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压； 6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积；

7）设置水温报警装置； 8）密封好，不得漏水； 9）冷却系统消耗功率小。启动后，能在短时间内达到正常工作温度。 10）使用可靠，寿命长，制造成本低。 1.2 冷却系统的总体布置 冷却系统总布置主要考虑两方面：一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。 提高通风系数：总的进风口有效面积和散热器正面积之比≥30%。对于空气流通不顺的结构，需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上，提高散热器的利用率。 在整车空间布置允许的条件下，尽量增大散热器的迎风面积，减薄芯子厚度。这样可充分利用风扇的风量和车的迎面风，提高散热器的散热效率。一般货车芯厚不超过四排水管，轿车芯厚不超过二排水管。 在整车布置中散热系统中，还要考虑散热器和周边的间隙，散热器到保险杠外皮的最小距离100毫米，如果发动机的三元崔化在前端的话，还要考虑风扇到三元催化本体距离至少100毫米，到三元催化隔热罩距离至少80毫米。一般三元催化的隔热罩到本体大概有15毫米，隔热罩厚度为0.5－1毫米，一般材料为st12。 1.2.1散热器布置 货车散热器一般采用纵流水结构，因为货车的布置空间也较宽裕。而且纵流

车用散热器散热面积的计算

车用散热器散热面积的计算散热量的确定 1．用户已给散热量的按已给散热量计算. 2．对车用柴油机可按下式进行估算：Q=（）P s 式中P s 表示发动机功率. 燃烧室为预燃室和涡流室的发动机取较大值P s 直接喷射式的发动机取较小值P s 增压的直喷柴油机可取P s 计算平均温度差厶t m 1. 散热器的进水温度t s1 闭式冷却系可取t si=95-100C （节温器全开温度） 2. 散热器出水温度t s2 t s2= t s1-A t s △ t s是冷却水在散热器中的最大温降，对强制冷却系可取△ t s=6-12C 3?进入散热器的空气温度t ki 一般取t ki=40-45C 4.流出散热器的空气温度t k2 t k2= t kl+A t k △ t k是空气流过散热器时的温升，可按下式计算：△t k=Q/（3600 x A z X C P X V K X P k） 式中A z表示散热器芯部的正迎风面积；C P表示空气的定压比热容C P二kgf C V K表示散热器前的空气流速，车用发动机可取 V K=12-15m/s p k表示空气密度，设定在一个大气压气温50C下查

表得P k=1.09kg/m3 △ t max= t s1- t k1 △ t min= t s2- t k2

5?平均温差修正系数? 汽车发动机的冷却形式，属于两种流体互不混合的交叉流式换热形式?与热力学的简单顺流与逆流的换热形式不同，所以要以修正系数? 对平均温度差结果进行计算修正?而?值的大小取决于两个无量纲的参数P及R. P二出气温度-进气温度）/（进水温度-进气温度） R=进水温度-出水温度）/（出气温度-进气温度） P 查上表可得?值 6.平均温差△ t m 根据传热学原理，平均温差△ t m可按下式计算： △t m= ? ｛（△t max- △t min）/ I n （△t max/ △t min）｝

散热器简化设计计算方法

壁挂散热器价格简化设计计算方法 一. 金旗舰散热量Q的计算 1.基本计算公式： Q=S×W×K×4.1868÷3600 （Kw） 式中： ①.Q —散热器散热量（KW）=发动机水套发热量×（1.1～1.3） ②.S —散热器散热面积（㎡）=散热器冷却管的表面积+2×散热带 的表面积。 ③.W —散热器进出水、进出风的算术或对数平均液气温差（℃）， 设计标准工况分为：60℃、55℃、45℃、35℃、25℃。它们分别对应散热器允许适用的不同环境大气压和自然温度工况条件。④.K —散热系数（Kcal/m.h.℃）。它对应关联为：散热器冷却管、散热带、钎焊材料选用的热传导性能质量的优劣；冷却管与散热带钎焊接合率的质量水平的优劣；产品内外表面焊接氧化质量水平的优劣；冷却管内水阻值（通水断面积与水流量的对应关联—水与金属的摩擦流体力学），散热带风阻值（散热带波数、波距、百叶窗开窗的翼宽、角度的对应关联—空气与金属的摩擦流体阻力学）质量水平的优劣。总体讲：K值是代表散热器综合质量水平的关键参数，它包容了散热器从经营管理理念、设计、工装设备、物料的选用、采购供应、制造管理控制全过程的综合质量水平。根据多年的经验以及

数据收集，铜软钎焊散热器的K值为：65～95 Kcal/m2.h.℃；改良的簿型双波浪带铜软钎焊散热器的K值为：85～105 Kcal/m2.h.℃；铝硬钎焊带电子风扇系统的散热器的K值为：120～150 Kcal/m2.h.℃。充分认识了解掌握利用K值的内涵，可科学合理的控制降低散热器的设计和制造成本。准确的K值需作散热器风洞试验来获取。 ⑤.4.1868和3600 —均为热能系数单位与热功率单位系数换算值⑥.发动机水套散热量=发动机台架性能检测获取或根据发动机升功 率、气门结构×经验单位系数值来获取。 二、计算程序及方法 1. 散热面积S（㎡） S=冷却管表面积F1+2×散热带表面积F2 F1={ [2×(冷却管宽－冷却管两端园孤半径)]+2π冷却管两端园孤半径}×冷却管有效长度×冷却管根数×10 F2=散热带一个波峰的展开长度×一根散热带的波峰数×散热带的 宽度×散热带的根数×2×10 2. 算术平均液气温差W（℃） W=[(进水温度+出水温度)÷2]-[(进风温度+出风温度)÷2] 常用标准工况散热器W值取60℃，55℃，增强型取45℃，35℃。这要根据散热器在什么工况环境使用条件下来选取。 3. 散热系数K

汽车管带式散热器仿真设计方法的研究

第32卷第2期2011年4月 内　燃　机　工　程 Chinese Internal Combustion Eng ine Eng ineering Vo l .32No .2 April .2011 　 收稿日期:2009-08-24 基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划现代交通技术领域“汽车开发先进技术”重点项目(2006AA110104)作者简介:袁兆成(1954-),男,教授,博士,主要研究方向为内燃机现代设计理论与方法,E -mail :yuanzc @jlu .edu .cn 。 文章编号:1000-0925(2011)02-0085-04 320034 汽车管带式散热器仿真设计方法的研究 袁兆成1 ,朱　晴1 ,王　吉2 ,王宏志2 ,常　贺 3 (1.吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春130000;2.一汽集团技术中心,长春130000; 3.一汽轿车股份有限公司,长春130000) Study on Simulation Design Method of Corrugated Tube Radiator for Automobile YUAN Zhao -cheng 1 ,ZHU Qing 1 ,WANG Ji 2 ,WANG Hong -zhi 2 ,CHANG He 3 (1.State Key Laboratory of Automo bile Dy namic Simulatio n ,Jilin University ,Changchun 130000,China ;2.FAW Techno logy Center ,Changchun 130000,China ;3.FAW CA R Co .,Ltd .,Chang chun 130000,China ) A bstract :Using CFD technique ,the simulation design method of autom otive radiator with complex structure w as studied .The radiator w as partially simulated to calculate the heat exchange coefficient betw een co rrug ated band and cooling air ,and the effects of the radia to r louver opening angle on radiato r heat e xchange pe rfo rm ance w ere analy zed from three aspects of tem perature ,pressure and flow velo city .It is co n -cluded that the best effect is achieved at 23°o pening ang le .The heat transfer perform ance of w ho le radiator w as calculated by using po rous medium to imitate the heat transfer coefficient and flow resistance of the fin -louver heat dissipation band .The calculated results coincide w ith the m easured data .This sim ulation desig n method provides the possibility fo r radiator optimiza tion design . 摘要:利用CFD 手段对结构复杂的管带式散热器仿真设计方法进行了研究,采用散热器局部完全仿真计算分析得到管带与空气的热交换系数,并从温度、压力和速度三方面分析了散热片开窗角度对其换热性能的影响,得出开窗23°时换热效果最好,又利用多孔介质模拟开窗散热带,进行整体散热器的传热性能仿真模拟计算。研究结果表明:计算结果与试验结果比较吻合,为散热器产品的优化设计提供了可能。关键词:内燃机;汽车散热器;仿真设计;换热系数 Key words :IC engine ;automotive radiator ;simulation design ;heat transfer coefficient 中图分类号:T K 414.2 文献标识码:A 0　概述 散热器的换热是一个复杂的三维流动过程,由于受到试验条件和测试技术等多方面因素的限制, 目前对于试验测定流动速度、换热系数与压降分布的文献较少。散热带开窗角度对散热器换热性能有着十分重要的影响,通过工程实践和试验发现,开窗角度在20°～30°范围时,散热器的换热效果最为显著。但是,由于制造技术和测量仪器的制约,在20° ～30°范围内找到最合适的开窗角度较为困难。本 文利用CFD 仿真分析方法,研究了散热器在不同开窗角度下的散热特性,详细分析了开窗角度对流场和温度场的影响。由于散热器结构复杂,尤其开窗结构的散热带使散热器的模型更为复杂,以至于在任何计算机上都不可能建立完整的散热器三维模型,更不用说将其网格化进行三维模拟计算。因此,在计算机能力允许的条件下,研究局部散热器的流动与传热情况是散热器仿真模拟分析的必要途径。

铝材散热器设计规范11

铝材散热器设计规范 热器挤压模设计 1 前言 由于铝合金型材，的导热性能较好，因此，在铝合金的挤压型材中，各种类型的散热器型材巳被广泛地应用在电器、机械等行业中。 散热器型材其结构均是由多个齿形组成，为了提高散热效率，增大散热面积，在每个齿上大都布有多个尖牙，这种结构虽然有效地提高了散热效率，改善了散热效果，增加了散热面积，但是却给型材挤压带来了很大的阻力。 对于如图1所示的每个齿形的悬臂较小、其舌比小于3的散热器型材，采用普通平模的设计结构即可实现正常的型材挤压。而对于如图2所示的带有大悬臂的散热能型材，山于其舌比大于3，采用普通的平模设计结构，在型材挤爪时极易造成模只从齿根部断裂，致使模具报废。因此，对于大悬臂的散热器型材，必须改变常用的设计方案，以避免上述断裂现象的发生。 2 截面分析 图2为某带有大悬臂的散热器型材的截面设计图。从图中可知，此散热器型材其截面外形长度为170mm，高度为45mm，设计有14个35mm高的齿形，两齿间距为1Omm,，在每个齿形的两侧布有0.5mm高，1mm间距的尖牙。从其标注的尺寸上可计算出此散热器型材悬臂处舌比为：(45-10)/(10-3):4.69＞3，在各齿间存在着危险断面。特别是该截面的底部壁厚较厚(达1Omm)，而齿部最薄处的壁厚仅有1.5mm，截面壁厚相差悬殊，更增大了危险断面的断裂系数。

另外，从图中的技术要求巾得知，挤压此型材的挤压筒内径仅为∮170mm，而此型材截面的外接圆直径却达∮175.8mm，大于挤压筒内径尺寸，要实现此型材的正常挤压难度极大。 纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单，成本低，目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度，Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度（不含底座厚度）除以Fin，Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。 纯铜散热器 纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单，成本低，目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比，Pin是指散热片的鳍片的高度，Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度（不含底座厚度）除以Fin，Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。目前纯铝散热器的这个比值的最高的值是20。一般这个比值能达到15~17，散热器本体的品质就很不错了。Pin-Fin比高于18，则表明散热器是一款高档产品。目前处理器发热使得纯铝散热器已经很难再适应，但这只是一种观念。纯铝散热器真的不行了吗？我们将通过测试来评价这一结论。 散热片的制造工艺有很多，效果也各有千秋。其中最常见的就是铝挤压工艺（Extruded）。 铝挤压的技术相对简单，适合大批量制作散热器。

散热片设计准则(参考)

散热片设计一般准则 一、自然对流散热片设计 ——散热片的设计可就包络体积做初步的设计，然后再就散热片的细部如鳍片及底部尺寸 做详细设计 1、包络体积 2、散热片底部厚度 良好的底部厚度设计必须由热源部分厚而向边缘部份变薄，如此可使散热片由热源部份吸收足够的热向周围较薄的部份迅速传递。 底部之厚度关系底部厚度和输入功率的关系 3、鳍片形状 空气层的厚度约2mm，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。但是却会造成鳍片数目减少而减少散热片面积。 A、鳍片间格变狭窄-自然对流发生减低，降低散热效率。 鳍片间格变大-鳍片变少，表面积减少。 B、鳍片角度鳍片角度约三度。

鳍片形状

鳍片形状参考值 C、鳍片厚度 当鳍片的形状固定，厚度及高度的平衡变得很重要，特别是鳍片厚度薄高的情况，会造成前端传热的困难，使得散热片即使体积增加也无法增加效率 鳍片变薄-鳍片传热到顶端能力变弱 鳍片变厚-鳍片数目减少（表面积减少） 鳍片增高-鳍片传到顶端能力变弱（体积效率变弱） 鳍片变短-表面积减少 4、散热片表面处理 散热片表面做耐酸铝（Alumite）或阳极处理可以增加辐射性能而增加散热片的散热效能，一般而言，和颜色是白色或黑色关系不大。表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。 二、强制对流散热片设计 ——增加热传导系数 (1)增加空气流速这个是很直接的方法，可以配合风速高的风扇来达成目的， (2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短的部分，这样虽然会减少散热片面，但是 却增加了热传导系数，同时也会增加压。当风向为不定方向时，此种设计较为适当。 （如摩托车上的散热片）

发动机散热器的设计计算

发动机散热器的设计计算 散热片面积是冷却水箱的基本参数，通常单位功率所需散热面积为0.20~0.28㎡/KW。发动机后置的车辆冷却条件比较差，工程机械行走速度慢没有迎风冷却，因此所配置的水箱散热面积宜选用上限。 水箱所配相关管道不能太小，其中四缸机的管道内径≧37mm，六缸机的管道内径≧42mm。 水箱迎风面积要求尽可能大一点，通常情况下为0.31~0.37㎡/KW，后置车、工程车辆还要大一些，由于道路条件改善，长时间的高速公路上高速行驶，或者容易超载，经常爬坡的车辆也要选得大一点。 对冷却液的要求： 1.冷却作用：有效的带走一定的热量，使发动机得到冷却，防止过热。 2.防冻作用：防止冷却液结冰而导致水箱和柴油机水腔冻裂。 3.防氧化和腐蚀：冷却液可防止金属件的氧化和腐蚀。 为改善发动机的工作条件，进一步提高其冷却性能，发动机后置或者重型车都配置了膨胀水箱。膨胀水箱应高于散热水箱50mm左右，必须具有相当于冷却系统总容积6%的冷却液膨胀空间，储备水量应是冷却系统总容积的11%，有暖风时达到20%，冷却液液面不能淹没加水伸长颈管，加水伸长颈管上部必须设通气孔，通气管不宜小于φ3.2mm，膨胀水箱最低液面以下水深不得低于50mm，以防止空气进入注水管。 由于受到发动机水循环系统进出口口径大小的限制，发动机进水接口外径为34mm（散热器出水接口外径也为34mm），发动机回水接口外径为35mm（散热器回水接口外径为35mm）。 本产品所选用的发动机额定功率为：110kw 在设计或选用冷却部件时应以散入冷却系统的热量Q为原始数据，来计算冷却系统的循环水量和冷却空气量：

用经验式 =???==3600 21.0431*******.03600u e e W h p Ag Q 69.14kJ/s=59450kcal/h 燃料热能传给冷却系的分数，取同类机型的统计量，%，柴油机A=0.23～0.30，取A=0.25 e g -燃料消耗率，kg/kw.h ；柴油机为0.210 e P -发动机有效功率，取最大功率110kw 若水冷式机油散热器，要增加散热量，W Q 增大5%～10%. 在算出发动机所需的散走的热量后，可计算冷却水循环量 187.41000814.69??=?= W W W W W C r t Q V =206.41L/min W t ?-冷却水循环的容许温升（6?-12?），取8? W r -水的密度，（1000kg/3m ） W C -水比热（4.187kJ/kg.C ?） 实际冷却水循环量为：==W a V V 2.1247.69L/min 冷却空气需要量：047.101.12014.69??=?= Pa W W W W C r t Q V =3.27m 3/s a t ?-散热器前后流动空气的温度差，取20C ? a r -空气密度，一般a r 取1.01kg/3m Pa C -空气的定压比热，可取Pa C =1.047kJ/kg.C ? 二．散热器设计 1.散热器的计算所根据的原始参数是散热器散发的热量和散热器的外形尺寸。 散热器散发的热量就等于发动机传给冷却液的热量。 已知散热器散发的热量后，所需散热面积F 可由下式计算：