散热片散热面积计算

散热片作为强化传热的重要技术之一，广泛地应用于提高固体壁面的传热速率。比如飞机、空调、电子元件、机动车辆的散热器、船用散热器等［1］。对散热片强化传热的研究引起国内外众多学者的关注，如对散热片自然对流的研究［2-7］，对散热片强制对流的研究［8-12］。前人对散热片的研究大致可分为两类：其一，采用实验的手段，在一定范围内改变散热片组的结构尺寸和操作参数，比较其传热性能，从而得出散热片组最优的结构尺寸和最优的操作参数；其二，采用数学方法，对某一具体情况推导出偏微分方程，简化其边界条件，求其数值解。本文深入分析散热片组间流体的流动特性及传热特性，总结各种因素对传热的影响，采用最优化技术及先进的计算机软件技术，对自然对流情况下矩形散热片组的散热过程进行了优化研究，并设计典型实验，检验优化结果。

2散热片散热过程分析

散热片多用于强化发热表面向空气散热的情况，故本文以与空气接触的散热片为研究对象。由于散热片表面温度(一般不超过250 ℃)不高，散热片组对空气的辐射换热量采用式(1)计算可知，它所占比例小于总散热量的3%。因此，散热片表面与周围环境之间的散热主要是对流传热。式(1)中的F为辐射角系数，本文散热片组的辐射角系数由G N ELLISON［13］介绍的方法求得。

(1)

散热片传热是一个比较复杂的物理过程，对此过程，国内外学者进行了深入的实验研究，他们的工作主要着重于传热系数大小、传热系数与流体流速以及流道的几何形状等因素的内在联系。在实验研究中得到了许多适用于具体实验条件的准数关联式。这些结果对传热过程的了解和散热片的设计有重要的意义。

在自然对流条件下，散热片组的结构参数(散热片的间距、高度、厚度)是散热片散热的主要影响因素，散热片组的结构见文献［14］。

2.1间距对散热片散热的影响

描述流体与固体间对流传热的基本方程式为：

Q=hAΔT(2)

从上式可以看出，通过提高传热系数h，增大传热面积来强化流体与散热片表面间的对流传热效果。当基面宽度W给定时，假定传热温差ΔT，传热系数h不变，这样散热量Q 的提高就取决于换热面积A的大小。增加散热片数量就可以增加换热面积，有利于散热。但散热片数目的增多，减小了散热片间的距离S，传热系数h也随之降低。

2.2高度对散热片散热的影响

提高散热片的高度H可以增加换热面积A，从而达到强化传热的目的。但增加高度会使散热片顶部的局部传热系数降低，导致平均传热系数的降低。此外，高度也影响着从散热片基面到端部的温度降。高度越大，温度降也越大，导致散热片表面与周围大气的平均温度差就随之降低，不利于散热。实际上，散热片的高度还将受到整机外型尺寸的限制。

2.3厚度对散热片散热的影响

散热片越薄，则单位长度上可装载的散热片的数量就越多，从而增大散热面积，强化散热片的散热；随着散热片厚度的增大，散热片表面与周围大气的平均换热温度差ΔT就随之降低，这对于散热是不利的。在实际的应用中，厚度δ的大小往往受工艺水平高低所限。一般铸造散热片的厚度δ不小于2 mm，机加工散热片的厚度δ不小于1 mm。

3模型

根据以上的分析可知，在散热片的设计中，散热片结构参数的选取是问题的关键。本文以文献［7］的实验研究为基础，在限定散热量及基面面积的条件下，以设备的一次投资费用最少为目标函数，对散热片组的结构尺寸进行了计算机模拟优化计算。目标函数为：

Y=CX(3)

对于密集散热技术中采用散热片的形状较为简单，而且一般是经机械加工制成的，因此，式(3)中的C可取为常数。这样，目标函数就简化为所用散热材料的质量。散热材料由纯铝制成，其密度在本研究范围内变化很小，可以忽略。为了便于研究，把散热材料的质量转化为其体积，即以所用散热材料的体积为实际的目标函数，其计算公式为：

(4)

式中：x、y、z分别为散热片的高度、厚度、间距。

约束条件：

①散热片高度：0≤x≤Hmax；②散热片厚度：δ0≤y≤δmax；③散热片间距：S0≤z≤Smax；

④散热量：Q≤Q0±ηQ0。

4实例与分析

上述的优化问题是一个比较复杂的带有约束条件的非线性规划。对此问题，首先采用罚函数法(外点法)将其化为无约束非线性规划；其次采用坐标轮换法再将多维非线性规划化为一维非线性规划；最后采用一维搜索法之进退法求解该问题。在上述算法基础上，采用Borland C++语言设计出通用的优化程序。

我们预先设定：可装翅空间的体积(长×宽×高)为250 mm×180 mm×60 mm，壁温为175 ℃，环境温度为25 ℃，额定的散热量为300±30 W。计算结果见表1。

表1自然对流条件下散热片组的优化计算mm

优化值(初始值) 优化值(初始值)

高度厚度间距高度厚度间距

60.00(60) 1.03(5) 13.76(20) 59.89(50) 1.03(5) 13.70(20)

59.24(40) 1.03(5) 13.34(20) 58.05(30) 1.03(5) 12.69(20)

57.45(20) 1.03(5) 12.37(20) 59.95(60) 1.02(11) 13.76(20)

60.00(60) 1.06(1) 13.67(20) 59.85(60) 1.03(5) 13.68(35)

59.98(60) 1.03(5) 13.75(30) 59.96(60) 1.05(5) 13.69(10)

59.57(60) 1.09(5) 13.37(5) 59.89(50) 1.02(8) 13.73(18)

59.24(40) 1.01(6) 13.41(21) 60.00(55) 1.08(10) 13.63(30)

根据表1的优化结果，可计算出平均最优的散热片组结构尺寸为59.80×1.04×13.62，散热片数为13片(散热片组基面宽度为176.96 mm)。由此可计算出其单位质量散热材料的传热速率为：Qopt=599 W/kg。

对于结构尺寸为60×1×13和60×1×14的散热片组分别进行实验研究，最后得到单位质量散热材料的传热速率分别为：Q1=457 W/kg和Q2=540 W/kg。

从上述三个结构可以看出，优化结果比结构尺寸为60×1×13的散热片组实验值高23.7%，比结构尺寸为60×1×14的散热片组实验值高9.8%。

为进一步检验计算结果的可靠性，把计算结果和文献［7］中的实验结果进行了比较。

在自然对流条件下散热片组传热性能的实验研究中，在所研究的范围内(温差为150 ℃，散热量为300 W，散热片组的结构参数范围为，高度：30～60 mm；厚度：3～15 mm；间距：3～40 mm)，得到的最优高度为60 mm。在这一点上，优化结论与实验结果是相符的。

在上述实验研究中，没有得出全局的最优间距和厚度值，仅得到了一些局部最优点。本文把这些最优点和优化结论进行了比较。

当散热片高度为60 mm、厚度为3 mm时，最优的间距为10 mm，此时，散热片组单位质量散热材料的传热速率为：Q′=154 W/kg，其与优化结果相差74.3%。

当散热片高度为40 mm、间距为9 mm时，最优的厚度为3 mm，此时散热片组单位质量散热材料的传热速率为：Q′=169 W/kg，其与优化结果相差71.8%。

从上述的比较可以看出优化后的散热片组，不仅满足了散热要求，而且显著地提高了散热片的材料利用率，亦大大降低了一次投资的费用，优化效果是显著的。

5结论

(1)自然对流条件下散热片组优化设计是一三变量(散热片高度、间距及厚度)的非线性规划。

(2)优化设计的散热片组可较大地提高其材料利用率，最大散热量也有所增大。

符号说明

A为传热面积，m2；AT为散热片组总的传热面积，m2；C为单位质量材料的加工费￥/kg；H为散热片高度，m；h为传热系数，W/(m2.℃)；L为基面长度，m；S为间距，m；α为空气的平均温度，K；f为散热片组中散热片的平均温度，K；W为基面宽度，m；Y为总投资，￥；X为设备总重，kg；δ为散热片厚度，m；σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，W/(m2.K4)。

散热片的设计与应用方式

散热片的应用方式 ?散热片的应用方式散热片的选用，最简单的方式是利用热阻的概念来设计，热阻是电子热管理技术中很重要的设计参数，定义为 Ｒ＝ΔT / P 其中ΔT 为温度差， P 为晶片供之热消耗。热阻代表元件热传的难易度，热阻越大，元件得散热效果越差，如果热阻越小，则代表元件越容易散热。 IC 封装加装散热片之后会使得晶片产生的热大部分的热向上经由散热片传递，由热阻所构成之网路来看，共包括了由热由晶片到封装外壳之热阻 Rjc，热由封装表面到散热片底部经由介面材料到散热片底部之热阻 Rcs，以及热由散热片底部传到大气中之热阻 Rsa 三个部分。 Rjc 为封装本身的特性，与封装设计有关，在封装完成后此值就固定，须由封装设计厂提供。 Rjc=(Tj-Tc) / P Tj 为晶片介面温度，一般在微电子的应用为 115℃~180℃，而在特定及军事的应用上则为 65~80℃。 Ta 的值在提供外界空气时为 35~45℃，而在密闭空间或是接近其他热源时则可定为 50~60℃。 Rcs 为介面材料之热阻，与介面材料本身特性有关，而散热片设计者则须提供 Rsa 的参数。 Rcs=(Tc-Ts) / P Rsa=(Ts-Ta) / P Rcs 和表面光滑度、介面材料的材料特性以及安装压力以及材料厚度有关，由於一般设计时常会忽略介面材料的特性，因此需特别注意。由热阻网路来看，可以得到热阻的关系为 Rja=Rjc+Rcs+Rsa=(Tj-Ta) / P 散热片的作用即是如何使用适当的散热片使得晶片的温度 Tj 保持在设定值以下下。然而散热设计时必须考虑元件的成本，图三则为几种传统散热片及元件的成本和性能估算，性能佳的散热片成本一般较高，如果散热量较小的设计，就可以不必用到高性能高成本的散热元件。散热设计时必须了解散热片的制作成本及性能的搭配，才能使散热片发挥最大效益。 散热片的材料 ?传统散热片材料为铝，铝的热传导性可达 209W/m-K，加工特性佳，成本低，因此应用非常广。而由於散热片性能要求越来越高，因此对於散热片材料热传导特性的要求也更为殷切，各种高传导性材料的需求也越来越高。铜的热传导率 390W/m-K，比起铝的传导增加 70%，而缺点是重量三倍於铝，每磅的价格和铝相同，而更难加工。由於受限於高温的成型限制，无法和铝同样挤型成形，而铜的机械加工花更多时间，使加工机具更易损毁。然而当应用的场合受限於传导特性为重点时，铜通常可作为替代之用，此外利用铜做为散热片的底部可提升热传扩散的效率，降低热阻值。

散热片(heat sink)检验规范

散热片（heat sink)检验规范 目的：此规范之目的用于判断Heat Sink产品外观之可接受及不可接受之标准。 适用范围：本规范适用于各种制程技术制作之Heat Sink外观检验。（若客户的特殊要求时，以该合约要求之文件优先。） 规格文件优先权：当遇到不同规格文件冲突时，请依以下优先权 3-1 针对限度样品或允收条件所订定之规格 3-2 采购订单或指定之合约 3-3 Delta工程图面及规格 3-4 此份外观检验规范 抽样标准：依据MIL – STD - 105E 收样表，一般检验水准Ⅱ，AQL 1.0 抽样标准实旋抽样检验。 检验环境条件、设备及表面等级： 5-1 检验环境条件： 5-1-1 温度及湿度：常温20℃±8℃、湿度：常湿45%~85%。 5-1-2 照明：400~500烛光之白色萤光性照明设备，眼睛与受检面成45°左右。 5-1-3 目视距离：表面Class A / B 45cm，Class C 60cm。 5-1-4 检验时间：表面Class A 10秒/面，Class B 5秒/面，Class C 3秒/面。 5-2 检验设备：透明塑胶尺、游标卡尺、高度规、工作平台、表同粗度计、投影仪等。 5-3 表面等级：Class A表面检视时必须翻转检视面以得到最大反射光线，Class B / C 表面检视时则不可翻转检视表面。于检视表面时不可使用辅助之仪器将检视面放大，负责检视人员也必须经过适当这训练。请依以下检视图示 Class A （Viewing Conditions） Class B （Viewing Conditions） Class C （Viewing Conditions） 检验标准： 6-1 成品外观：依台达电子工程图面。 6-2 供应商提供相关品质证明文件： 6-2-1 材质证明文件 6-2-2 出货检验报告（EX：尺寸、拉拔力量测试数据、膜厚测定资料等。）

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。

散热器采暖标准化设计

远 散热器采暖标准化设计 设计管理中心

一、基本规定 1、根据《散热器采暖系统标准化设计》的实际工作要求，使得在常用的住宅、公寓等居住建筑中，散热器采暖 系统模块化、标准化，特制定本标准作为技术储备。 2、标准中住宅的集中热水供暖系统应能实现分户热计量及分室控温。 3、由于进流系数较小，标准中不应采用两通恒温阀加跨越管的水平单管跨越式户内系统。 4、为了加大进流系数，标准中推荐根据情况从以下两种做法中选择：在水平双管式系统的每组散热器前加恒温 控制阀的做法；在水平单管跨越式系统的每组散热器前加三通阀的做法。 4、散热器支管连接方式的修正系数较小为好，宜采用同侧上供下回（?柱=1.0，?铜铝复合柱翼=1.0）；异侧上供下回 （?柱=1.0，?铜铝复合柱翼=0.96）。不宜采用无隔板同侧底部供回（?铜铝复合柱翼=1.14）；异侧底部供回（?铜铝复合柱翼=1.08）；异侧下供下回（?柱=1.25，?铜铝复合柱翼=1.10）。 5、散热器安装形式宜为上部敞口，当需隐蔽时：凹槽内上部距墙宜大于100mm，明装上部距离台板宜大于150mm， 装在罩内时上下部开口高度宜大于150mm。

二、设计内容 1、住宅散热器采暖户内管道安装应暗埋敷设在垫层预留沟槽内，用卡子稳妥固定在地面上。 2、户内供暖管道材料选择：交联铝塑复合管（XPAP），聚丁烯管（PB）和无规共聚丙烯管（PP-R）。并应根据使 用条件分级、工作压力确定管道级别S。 3、室内散热器支管上，应设置恒温控制阀，或调节性能良好的手动阀。材质均为铜质。 4、暗装散热器设温控阀时，应采用外置式温度传感器，温度传感器应放置在能正确反映房间温度的位置。 5、片式组对柱形散热器每组片数不宜超过25片，组装长度不宜超过1500mm。当散热器片数过多，可分租串 联时，供回支管宜异侧连接。 6、散热器选用原则：承压能力应满足系统的工作压力。当选用钢制、铝制、铜制散热器时，为降低内腐蚀应对 水质提出要求（含氧量小于0.1mg/L；一般钢制PH=10~12；铝制PH=5~8.5；铜制PH=7.5~10 ）的连续供暖系统不宜采用铝合金散热器。 7、散热器布置原则：有外窗卧室、起居室、书房、餐厅等房间的散热器宜布置在窗下，散热器底部距地200mm； 卫生间采用卫浴型挂式散热器，安装位置在洗衣机侧上方或座便正上方，底部距地1.0米；厨房采用挂式散热器，安装位置在外墙无排烟道一侧,底部距地1.1米；南侧小户型厨房采用常规散热器,位于门一侧,距地 0.2米。厨房、卫生间散热器距墙预留粘接瓷砖的厚度。

散热器片数计算方法

散热器片数计算方法（精确计算） 散热器（俗称暖气片），是将热媒（热水或蒸汽）的热量传导到室内的一种末端采暖设备，已成为 冬季采暖不可缺少的重要组成部分。散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。 一、散热器片数计算公式 （1）已知散热器传热系数K 和单片散热器面积F 散热器片数n 的计算公式如下： [1] 式中，Q 为房间的供暖热负荷，W ；K 为散热器传热系数，W/(㎡·℃)；F 为单片散热器面积，㎡/片；Δt 为散热器传热温差，℃；β、β、β、β依次为散热器的安装长度修正系数、支管连接方式修正系数、安装形式修正系数、流量修正系数。 散热器的传热温差计算如下： Δt=t – t 式中，t 为散热器里热媒（热水或蒸汽）的平均温度（热媒为热水时，等于供/回水温度的算术平均值），℃；t 为供暖室内计算温度，一般为18℃。 以95/70℃的热水热媒为例，Δt=64.5℃： 1234pj n pj n

（2）已知单片散热器的散热量计算公式ΔQ 散热器片数n 的计算公式如下： [2] 式中，ΔQ 为单片散热器散热量，W/ 片。 式中，A 、b 为又实验确定的系数，可要求厂家提供。以椭四柱813型为例，ΔQ=0.657Δt 。 二、散热器修正系数β、β、β、β[2]表 安装长度修正系数β 表 支管连接方式修正系数β 表 安装形式修正系数β 1.30612341 2 3

表 进入散热器的流量修正系数β注：1）流量增加倍数 = 25 /（供水温度 - 回水温度）；2）当散热器进出口水温为25℃时的流量，亦称标准流量，上表中流量增加倍数为1 。 三、房间层数位置修正 此外，对多层住宅根据多年实践经验，一般多发生上层热下层冷的现象，故在计算散热器片数时，建议在总负荷不变的条件下，将房间热负荷做上层减、下层加的调整，调整百分数一般为5% ~15%，见下表。 表 散热器片数调整百分表（%） 四、散热器片数近似问题 散热器的片数或长度，应按以下原则取舍：（《09 技术措施》2.3.3条）[3] 1）双管系统：热量尾数不超过所需散热量的5%时可舍去，大于或等于5%时应进位； 2）单管系统：上游（1/3）、中间（1/3）及下游（1/3）散热器数量计算尾数分别不超过所需散热量的7.5%、5%及2.5%时可舍去，反之应进位； 3）铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值： 粗柱型（包括柱翼型）：20片 细柱型：25片 长翼型：7片 4

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

散热器安装工艺标准.

1.总则 1.1适用范围 本工艺标准适用于建筑物室内散热器的安装的工程。 1.2编制依据 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002 2.施工准备 2.1技术准备 2.1.1图纸会审已完成，并有记录。 2.1.2施工技术人员给操作工人已做好技术交底。 2.2材料准备 2.2.1铸铁散热器的型号、规格、使用压力必须符合设计要求，并有出厂合格证。无砂眼，对口面平整，没有偏口、裂缝和上下口中心距不一样等现象。 2.2.2钢制散热器造型美观、丝扣端正、松紧适宜，油漆完好，整组散片不翘椤。 2.2.3钢串片的翼片未松动、卷曲、碰损等。 2.2.4组对散热器的零件：对丝、堵头、补心、弯头、长丝、游任、螺栓螺母应符合质量要求，无偏扣、方扣、乱丝、断扣等现象，丝扣端正、松紧适宜，石棉橡胶垫以1mm 为宜，并符合使用压力要求。 2.2.5其它如拉杆、垫片、螺栓螺母、钢管、手动跑风、麻丝、防锈漆的选用应符合质量和规范要求。 2.3主要机具 2.3.1机具：台钻、手电钻、试压泵、砂轮锯、套丝机。

2.3.2工具：铸铁散热器组对架子、对丝钥匙、管钳、钢丝刷、锯条、手锤、各种活扳子、套丝扳、煨弯器。 2.4作业条件 2.4.1散热器组对场地的水源、电源已具备。 2.4.2按设计要求，已准备的各种规格用的管材、阀门、散热器片、管件、管卡已除锈。 2.4.3安装部位或房间的内部装修工作已完成。 2.4.4室内采暖干管、立管安装完毕，接往各散热器的支管预留管的位置正确，标高符合要求。 3.操作工艺 3.1工艺流程 散热器组对→散热器单组试压→托钩托架放线安装→散热器安装→手动跑风安装→防腐。 3.2散热器组对 3.2.1散热器组对前，先制做组对的架子或根据散热器规格用100×100木方平放在地上，楔四个铁柱用铅丝将木方绑牢加固，做成临时组对架。 3.2.2将散热器内部铁渣、砂粒等杂物清理干净，散热器上的铁锈必须用钢丝刷或砂纸全部清除，散热器每片上的各个面应用细砂布或断锯条打磨干净，直至露出金属本色。 3.2.3按设计散热器片数由两人一组，先将第一片平放在工作台上，且正扣朝上，将两个对丝的正扣分别拧入散热器片上下接口内1-2扣，将抹好铅油的垫片套在对丝中央，然后将另一片的反扣分别对准上、下对丝的反扣，插入钥匙，开始用

暖气片如何选型及计算

暖气片报价如何选型及计算 机械循环热水采暖系统，摩擦阻力损失占50%，局部阻力损失占50%； 换热器按0.1-0.15MPa估算； 设计裕量:10-20%。 1MPa=10KGF/CM2=100MH2O 1MMH2O=10Pa 循环水泵如何选择? 应根据计算所得的水量G及总循环阻力H来选择水泵.与外网连接的系统应换算外网在本楼接口处的供回水压差，是否够用(城市热网一般预留压差≥5MH2O)。 金旗舰散热器的工作压力定多少是合适的? 我国暖通空调设计规范规定,采暖系统高度超过50M时就应分区设置.这时系统的静压约为55MH2O。而采暖系统的动压(推动水循环，包括换热器等)约为20M-30M H2O,动压和静压的总和约为70-90MH2O (即0.7-0.9MPa)。所以散热器的工作压力取1.0MPa已够用了。关于个别城市热网直连的情况可作特殊处理。 系统运行前的压力测试如何进行? 在系统或系数的某部分投入运行前,必须对其进行压力测试.首先,所测系统应排出空气并充满处理过的水，然后用泵将压力升到至少为工作压力的1.5倍。这一压力应该至少保持10分钟，压力下降

不超过0.02 Mpa才为合格，在压力测试过程中，应对接头，连接处和设备进行目测检查以确保无泄漏。测试人员应进行记录，该记录应包括时间、地点、观测设备以及测试的初始和终了压力等信息，也应包括注意到的可能渗漏.最后测试人员在测试记录上签字。具体测点位置及系统试压的压力值均应按施工验收规范要求确定。 热水供暖系统设计应强调哪些问题? 应从以下6方面考虑： 1、必须保证满水条件下的闭式循环,最好实现密闭式热水采暖系统； 2、必须强调供暖水质的处理及控制； 3、必须保证有足够的水量,足够的资用压头； 4、必须有良好的排气,保证水循环畅通； 5、必须考虑水力平衡,保证各组散热器均能通水； 6、对较长的直管段,必须考虑热补偿。 三散热器选择与比较 购房要注意有关供暖系统的哪些问题? 可以从7个方面加以考虑： 1、注意散热器的热负荷,即每平方米的散热量.华北地区的砖混结构住宅,一般配置70W/㎡；节能型保温建筑配置50W/㎡；华中及华东地区的独立供暖住宅，一般配置120～130W/㎡。 2、看散热器类型是否安全舒适.面积很大的房间最好选用R021B 1800的散热器,散热均匀又安全舒适；

散热设计

散热设计（五）散热片之设计与在电子冷却技术中之应用 散热设计（五）散热片之设计与在电子冷却技术中之应用 刘君恺 介绍 利用散热片来增加散热的面积是热管理技术中最常见也是最基本的方式，随着电子器件发热密度增加的趋势，散热的需求日益增加，散热设计的困难度越来越高，所花费的成本也越来越多。举例而言，早期PC的CPU如286，发热瓦数只有十几瓦，因此只要约3 公分高的散热片加低转速风扇就可解决，但是目前PC的CPU用散热片高度却达到3 倍，鳍片数目增加3 倍，风扇转速也提升一倍，成本则增加5、6倍以上。虽然新制程及设计技术不断提升，散热片的应用在有限空间的限制下，似乎有渐渐趋向极限的趋势，未来各种不同的冷却技术如水冷、冷冻循环以及浸入式沸腾冷却等都可能用来解决散热问题。尽管如此，散热片仍是最经济、最可靠的散热方式，因此如何提升散热片的效率成了很重要的课题。 因此为了满足未来电子散热的需求，在散热片的形状、材料及制程上都必须有更新的技术，此外集成其它散热器件的设计方式的也可以增加应用时的效率。本文将介绍散热片的种类及制程，散热片的应用以及未 来的设计需求。 散热片的种类 许多的散热片设计由于忽略了制造的概念，使得研发产品的可靠度及成本成为最后批量供应的障碍。由制造方式来看，气冷的散热片可分为下面几种，如图一所示，表一则为制程性能参数的整理。 1. 压印(Stampings)散热片 铜片或铝片可用压印的方式制成所需的形状。此种制程成本低，适合批量供应，可用于低热密度的器件。 而压印的器件在组装上也有自动化的便利性，因此可进一步降低成本。 2. 挤型(Extrusion)散热片 挤型的制造方式是由将材料在高压下强制流入模孔中成形而使得固体转换为等截面的连续长条。挤形是散热片制造中最广泛使用的方式，设备投资的经额中等。可经由横切的方式产生矩形的针状散热片，可产生锯齿状的鳍片以增加10~20%的效能，但会降低挤型的速度。挤型的高宽比限制可高到6，使用特殊模具设

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 —-散热片得设计可就包络体积做初步得设计,然后再就散热片得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 良好得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得热向周围较薄得部份迅速传递. 底部之厚度关系底部厚度与输入功率得关系 3、鳍片形状 空气层得厚度约２mｍ,鳍片间格需在４mｍ以上才能确保自然对流顺利。但就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 当鳍片得形状固定，厚度及高度得平衡变得很重要，特别就是鳍片厚度薄高得情况,会

造成前端传热得困难，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得散热效能,一般而言，与颜色就是白色或黑色关系不大.表面突起得处理可增加散热面积,但就是在自然对流得场合,反而可能造成空气层得阻碍，降低效率。 二、强制对流散热片设计 ——增加热传导系数 (1)增加空气流速这个就是很直接得方法，可以配合风速高得风扇来达成目得， (2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短得部分,这样虽然会减少散热片面,但就 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.（如摩托车上得散热片） 散热片横切 (3) 针状鳍片设计针状鳍片散热片具有较轻及体积较小得优点,同时也有较高得体积 效率，更重要得就是具有等方向性，因此适合强制对流散热片,如图九所示。鳍片得外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形，矩形散热片就是由铝挤型横切而成，圆形则可由锻造或铸造成型,椭圆形或液滴形得散热片热传系数较高，但成型比较不易。?（4)冲击流冷却利用气流由鳍片顶端向底部冲击,这种冷却得方式可以增加热传导性，但就是须注意风得流向配合整体设计。 针状鳍片散热片辐射状鳍片散热片 (3)对于常见得风扇置于散热片上方得下吹设计,由于须配合风扇特性，因此需做更精 确得设计。轴流风扇由于有旋转效应,同时轴得位置风不易吹到，因此许多散热片 设计成辐射状，如图十所示。也有些散热片得顶端设计成长短不一或就是弯曲得形 状用以导风。另外种方式就是采用侧吹得方式,一般而言,侧吹方式得散热片由于气 流可吹过鳍片,而且流阻较少，因此对于高且密得鳍片而言，配合顶端加盖设计以

损耗与散热设计

第8章 损耗与散热设计 开关电源是功率设备，功率元器件损耗大，损耗引起发热，导致元器件温度升高，为了使元器件温度不超过最高允许温度，必须将元器件的热量传输出去，需要散热器和良好的散热措施，设备的体积重量受到损耗限制。同时，输出一定功率时损耗大，也意味着效率低。 8.1热传输 电子元器件功率损耗以热的形式表现出来，热能积累增加元器件内部结构温度，元器件内部温度受最高允许温度限制，必须将内部热量散发到环境中，热量通过传导、对流和辐射传输。当损耗功率与耗散到环境的功率相等时，内部温度达到稳态。 1. 传导 传导是热能从一个质点传到下一个质点，传热的质点保持它原来 的位置的传输过程，如图8-1固体内的热传输。热量从表面温度为T 1 的一端全部传递到温度为T 2的另一端，单位时间传递的能量，即功 率表示为 T R T l T T A P ?=-= )(21λ （8-1） 式中 A l R T λ= （8-2） 称为热阻（℃/ W ）；l －热导体传输路径长度(m)；A －垂直于热传输路径的导体截面积(m 2)；λ－棒材料的热导率(W/m ℃)，含90%铝的热导率为220W/ m ℃，几种材料的热导率如表8-1所示;ΔT ＝T 1－T 2温度差(℃)。 例：氧化铝绝缘垫片厚度为0.5mm ，截面积2.5cm 2，求热阻。 解：由表8-1查得λ＝20 W/m ℃，根据式（8-2）得到 3 4 0.5100.120 2.510t R --?==??℃/ W 式（8-1）类似电路中欧姆定律：功率P 相当于电路中电流，温度差;ΔT 相当于电路中电压。 半导体结的热量传输到周围空气必然经过几种不同材料传输，每种材料有自己的热导率，截面积和长度，多层材料的热传输可以建立热电模拟的热路图。图8-2是功率器件由硅芯片的热传到环境的热通路(a)和等效热路(b)。由结到环境的总热阻为 sa cs jc js R R R R ++= （8-3） 上式右边前两个热阻可以按式（8-2）计算，最后一项的热阻在以后介绍的方法计算。如果功率器件损耗功率为P ，则结温为 a sa cs jc j T R R R P T +++=)( （8-4） 式中R jc ， R cs 及R sa 分别表示芯片结到管壳，管壳到散热器和散热 器到环境热阻。除了散热器到环境的热阻R sa 外，其余两个热阻可以按式(8-2)计算。 (a) (b) 图8-2功率器件热传输和等效热路图

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。

散热片散热面积计算

散热片作为强化传热的重要技术之一，广泛地应用于提高固体壁面的传热速率。比如飞机、空调、电子元件、机动车辆的散热器、船用散热器等［1］。对散热片强化传热的研究引起国 内外众多学者的关注，如对散热片自然对流的研究［2-7］，对散热片强制对流的研究［8-12 ］。前人对散热片的研究大致可分为两类：其一，采用实验的手段，在一定范围内改变散热片组的结构尺寸和操作参数，比较其传热性能，从而得出散热片组最优的结构尺寸和最优的操作参数；其二，采用数学方法，对某一具体情况推导出偏微分方程，简化其边界条件，求其数值解。本文深入分析散热片组间流体的流动特性及传热特性，总结各种因素对传热的影响，采用最优化技术及先进的计算机软件技术，对自然对流情况下矩形散热片组的散热过程进行了优化研究，并设计典型实验，检验优化结果。 2 散热片散热过程分析散热片多用于强化发热表面向空气散热的情况，故本文以与空气接触的散热片 为研究对 象。由于散热片表面温度(一般不超过250 C )不高，散热片组对空气的辐射换热量采用式(1) 计算可知，它所占比例小于总散热量的3%。因此，散热片表面与周围环境之间的散热主要 是对流传热。式(1)中的F为辐射角系数，本文散热片组的辐射角系数由G N ELLISON ［13］ 介绍的方法求得。 (1) 散热片传热是一个比较复杂的物理过程，对此过程，国内外学者进行了深入的实验研究，他们的工作主要着重于传热系数大小、传热系数与流体流速以及流道的几何形状等因素的内在联系。在实验研究中得到了许多适用于具体实验条件的准数关联式。这些结果对传热过程 的了解和散热片的设计有重要的意义。 在自然对流条件下，散热片组的结构参数(散热片的间距、高度、厚度 )是散热片散热的 主要影响因素，散热片组的结构见文献［ 14］。 2.1 间距对散热片散热的影响 描述流体与固体间对流传热的基本方程式为： Q=hA AT (2) 从上式可以看出，通过提高传热系数h，增大传热面积来强化流体与散热片表面间的对 流传热效果。当基面宽度 W给定时，假定传热温差AT,传热系数h不变，这样散热量 Q 的提高就取决于换热面积 A 的大小。增加散热片数量就可以增加换热面积，有利于散热。但散热片数目的增多，减小了散热片间的距离S,传热系数h也随之降低。 2.2 高度对散热片散热的影响 提高散热片的高度 H可以增加换热面积 A，从而达到强化传热的目的。但增加高度会使散热片顶部的局部传热系数降低，导致平均传热系数的降低。此外，高度也影响着从散热片基面到端部的温度降。高度越大，温度降也越大，导致散热片表面与周围大气的平均温度差就随之降低，不利于散热。实际上，散热片的高度还将受到整机外型尺寸的限制。 2.3 厚度对散热片散热的影响 散热片越薄，则单位长度上可装载的散热片的数量就越多，从而增大散热面积，强化散热片的散热；随着散热片厚度的增大，散热片表面与周围大气的平均换热温度差AT就随之 降低，这对于散热是不利的。在实际的应用中，厚度3的大小往往受工艺水平高低所限。一

散热器技术要求

散热器技术要求 一、规范要求 各投标方按照合同供应的产品应符合但不限于以下现行版的国家及行业标准：1．GB/T 13754-2008《采暖散热器热量测定方法》 2．JG/T148—2002《钢管散热器》 4．GB 1764 《漆膜厚度测定法》 5．GB/T 1735 《漆膜耐热性测定法》 6．GB/T 1733 《漆膜耐水性测定法》 7．GB/T 1732 《漆膜耐冲击性测定法》 8．GB/T 1720 《漆膜附着力测定法》 9．GB/T 1727 《涂膜一般制备法》 10．JG/T6－1999《采暖散热器系列参数、螺纹及配件》 11. 05K405 国家建筑标准设计图集《新型散热器选用与安装》 二、技术要求 1．散热器应按标准的图样及技术文件制造，并符合本标准的规定。 2.散热器材质采用优质冷轧钢。散热器采用钢管散热器，高度为800 mm，单片散热量为85W，散热器计算公式为Q=0.7671（ΔT）1.3。钢制散热器材质应符合GB/T699或GB/T700中镇静钢的要求，钢制散热器成品流道壁厚不小于1.5 mm，片头厚度2.0 mm。堵头或堵头排气阀标准为纯铜锻造，外表镀铬，丝扣长度不小于7 mm。 3．散热器工作压力不小于1.0MPa, 且应满足采暖系统的工作压力要求。散热器供回水温度为不高于90℃的热水。标准散热量：钢制散热器的标准散热量不应小于制造厂商明示标准散热量的95%。 4．散热器进水方式为同侧上进下出，进出口中心距为600mm。 5．单片散热器厚度136mm，长度70mm，重量不小于1.95kg/单片，单片散热量不低于172W/片（国标工况Δt=64.5℃下测定）。钢制散热器单柱重量要求：WGT-2-300大于1.0㎏/柱，WGT-2-600大于2.0㎏/柱，WGT-2-1800大于5.0㎏/柱。 6．散热器安装方式为落地安装。

散热器面积及片数的计算方法

工程一：室内热水供暖工程施工 模块三：散热器施工安装 单元2 散热器的计算 1-3-2-1散热器面积及片数的计算方法 1.计算散热器的散热面积 供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失。根据热平衡原理，散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。 散热器散热面积的计算公式为 3 21) (βββn pj t t K Q F -= （2-1-2） 式中 F ——散热器的散热面积（m 2 ）； Q ——散热器的散热量（W ）； K ——散热器的传热系数[W/（m 2 ·℃）]； t pj ——散热器内热媒平均温度（℃）； t n ——供暖室内计算温度（℃）； β1——散热器组装片数修正系数； β2——散热器连接形式修正系数； β3——散热器安装形式修正系数。 2.确定散热器的传热系数K 散热器的传热系数K 是表示当散热器内热媒平均温度t pj 与室内空气温度t n 的差为1℃时， 每1 m 2 散热面积单位时间放出的热量。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。 影响散热器传热系数的最主要因素是散热器内热媒平均温度与室内空气温度的差值Δt pj 。另外散热器的材质、几何尺寸、结构形式、表面喷涂、热媒种类、温度、流量、室内空气温度、散热器的安装方式、片数等条件都将影响传热系数的大小。因而无法用理论推导求出各种散热器的传热系数值，只能通过实验方法确定。 国际化规范组织（ISO ）规定：确定散热器的传热系数 K 值的实验，应在一个长×宽×高为（4±0.2）m ×（4±0.2）m ×（2.8±0.2）m 的封闭小室内，保证室温恒定下进行，散热器应无遮挡，敞开设置。 通过实验方法可得到散热器传热系数公式 K=a （Δt pj ）b =a （t pj -t n ）b （2-1-3） 式中 K ——在实验条件下，散热器的传热系数[W/（m 2 ·℃）]； a 、b ——由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式； Δt pj ——散热器内热媒与室内空气的平均温差，Δt pj =t pj –t n 。 从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差Δt pj 越大，散热器的传热系数 K 值就越大，传热量就越多。 附录9给出了各种不同类型铸铁散热器传热系数的公式。应用这些公式时，需要确定散热器内的热媒平均温度t pj 。 3.确定散热器内热媒平均温度 散热器内热媒平均温度t pj 应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。 热水供暖系统

芯片散热的热传导计算

芯片散热的热传导计算(图) 讨论了表征热传导过程的各个物理量，并且通过实例，介绍了通过散热过程的热传导计算来求得芯片实际工作温度的方法 随着微电子技术的飞速发展，芯片的尺寸越来越小，同时运算速度越来越快，发热量也就越来越大，如英特尔处理器3.6G奔腾4终极版运行时产生的热量最大可达115W，这就对芯片的散热提出更高的要求。设计人员就必须采用先进的散热工艺和性能优异的散热材料来有效的带走热量，保证芯片在所能承受的 最高温度以内正常工作。 如图1所示，目前比较常用的一种散热方式是使用散热器，用导热材料和工具将散热器安装于芯片上面，从而将芯片产生的热量迅速排除。本文介绍了根据散热器规格、芯片功率、环境温度等数据，通过热传导计算来求得芯片工作温 度的方法。 图1散热器在芯片散热中的应用 芯片的散热过程 由于散热器底面与芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙，其中都是空气。由于空气是热的不良导体，所以空气间隙会严重影响散热效率，使散热器的性能大打折扣，甚至无法发挥作用。为了减小芯片和散热器之间的空隙，增大接触面积，必须使用导热性能好的导热材料来填充，如导热胶带、导热垫片、导热硅酯、导热黏合剂、相转变材料等。如图2所示，芯片发出的热量通过导热材料传递给散热器，再通过风扇的高速转动将绝大部分热量通过对流（强制对流和自然对流）的方式带走到周围的空气中，强制将热量排除，这样就形成了从芯片，然后通过散热器和导热材料，到周围空气的散热通路。 图2芯片的散热 表征热传导过程的物理量

图3一维热传导模型 在图3的导热模型中，达到热平衡后，热传导遵循傅立叶传热定律： Q=K·A·(T1-T2)/L (1) 式中：Q为传导热量（W）；K为导热系数（W/m℃）；A 为传热面积（m2）；L 为导热长度（m）。(T1-T2)为温度差。 热阻R表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力，表示为： R＝(T1-T2)/Q＝L/K·A (2) 对于单一均质材料，材料的热阻与材料的厚度成正比；对于非单一材料，总的趋势是材料的热阻随材料的厚度增加而增大，但不是纯粹的线形关系。 对于界面材料，用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适，热阻抗定义为其导热面积与接触表面间的接触热阻的乘积，表示如 下： Z＝(T1-T2)/(Q/A)＝R·A (3) 表面平整度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响，而这些因素又与实际应用条件有关，所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配条件。导热系数指物体在单位长度上产生1℃的温度差时所需要的热功率，是衡量固体热传导效率的固有参数，与材料的外在形态和热传导过程无关，而热阻和热阻抗是衡量过程传热能力的物理量。 图4芯片的工作温度 芯片工作温度的计算 如图4的热传导过程中，总热阻R为： R=R1+R2+R3 (4) 式中：R1为芯片的热阻；R2为导热材料的热阻；R3为散热器的热阻。导热材 料的热阻R2为： R2＝Z/A (5) 式中：Z为导热材料的热阻抗，A为传热面积。芯片的工作温度T2为： T2＝T1+P×R (6) 式中：T1为空气温度；P为芯片的发热功率；R为热传导过程的总热阻。芯片的热阻和功率可以从芯片和散热器的技术规格中获得，散热器的热阻可以从散热器的技术规格中得到，从而可以计算出芯片的工作温度T2。 实例 下面通过一个实例来计算芯片的工作温度。芯片的热阻为1.75℃/W，功率为5W，最高工作温度为90℃，散热器热阻为1.5℃/W，导热材料的热阻抗Z为5.8℃cm2/W，导热材料的传热面积为5cm2，周围环境温度为50℃。导热材料

散热片计算方法

征热传导过程的物理量 在图3的导热模型中,达到热平衡后,热传导遵循傅立叶传热定律: Q=K·A·(T1-T2)/L (1) 式中:Q为传导热量(W);K为导热系数(W/m℃);A 为传热面积(m2);L为导热长度(m).(T1-T2)为温度差. 热阻R表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力,表示为: R＝(T1-T2)/Q＝L/K·A(2) 对于单一均质材料,材料的热阻与材料的厚度成正比;对于非单一材料,总的趋势是材料的热阻随材料的厚度增加而增大,但不是纯粹的线形关系. 对于界面材料,用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适,热阻抗定义为其导热面积与接触表面间的接触热阻的乘积,表示如下: Z＝(T1-T2)/(Q/A)＝R·A (3) 表面平整度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响,而这些因素又与实际应用条件有关,所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配条件.导热系数指物体在单位长度上产生1℃的温度差时所需要的热功率,是衡量固体热传导效率的固有参数,与材料的外在形态和热传导过程无关,而热阻和热阻抗是衡量过程传热能力的物理量. 芯片工作温度的计算 如图4的热传导过程中,总热阻R为: R=R1+R2+R3 (4) 式中:R1为芯片的热阻;R2为导热材料的热阻;R3为散热器的热阻.导热材料的热阻R2为: R2＝Z/A (5) 式中:Z为导热材料的热阻抗,A为传热面积.芯片的工作温度T2为:

T2＝T1+P×R (6) 式中:T1为空气温度;P为芯片的发热功率;R为热传导过程的总热阻.芯片的热阻和功率可以从芯片和散热器的技术规格中获得,散热器的热阻可以从散热器的技术规格中得到,从而可以计算出芯片的工作温度T2. 实例 下面通过一个实例来计算芯片的工作温度.芯片的热阻为1.75℃/W,功率为5W,最高工作温度为90℃,散热器热阻为1.5℃/W,导热材料的热阻抗Z为5.8℃cm2/W,导热材料的传热面积为5cm2,周围环境温度为50℃.导热材料理论热阻R4为: R4＝Z/A＝5.8 (℃·cm2/W)/ 5(cm2)=1.16℃/W(7) 由于导热材料同芯片和散热器之间不可能达到100%的结合,会存在一些空气间隙,因此导热材料的实际热阻要大于理论热阻.假定导热材料同芯片和散热器之间的结合面积为总面积的60%,则实际热阻R3为: R3＝R4/60%＝1.93℃/W(8) 总热阻R为: R=R1+R2+R3=5.18℃/W (9) 芯片的工作温度T2为: T2＝T1+P×R＝50℃+(5W× 5.18℃/W)＝75.9℃ (10) 可见,芯片的实际工作温度75.9℃小于芯片的最高工作温度90℃,处于安全工作状态. 如果芯片的实际工作温度大于最高工作温度,那就需要重新选择散热性能更好的散热器,增加散热面积,或者选择导热效果更优异的导热材料,提高整体散热效果,从而保持芯片的实际工作温度在允许范围以内(作者:方科 )转载