iCAx开思网

标题: 【讨论】散热在结构设计中的应用___专栏！ [打印本页]

作者: zj8352 时间: 2003-5-23 16:05
标题: 【讨论】散热在结构设计中的应用___专栏！

此专栏置顶，希望大家踊跃讨论，不要灌水!也不要只顶!
否则删!!!
chenalbert

作者: zj8352 时间: 2003-5-23 16:13
包括，散热方式的选择，结构的设计，材料选用等

作者: chenalbert 时间: 2003-5-23 16:42
[已被删除]

作者: wysunny 时间: 2003-5-24 16:27
我先根据个人的一点经验，总结出来随便谈谈。

根据热传导的途径来说，散热相应有以下三种主要方式：

一、散热片导热式散热

1、良好接触面：要求发热件与散热片要有良好接触，尽可能降低接触热阻，所以最好有大的接触面，接触面还需要有较高的光洁度，为了弥补因接触面的粗糙而导致的贴合不良，可以在中间涂抹导热脂，可以有效降低接触热阻；

2、良好的导热材料：铜、铝都有较好的导热性能，铜的导热系数虽然优于铝，但铜有密度太高、价格贵的缺点，所以实际应用中铝材是应用最多；

3、散热片固定方式：这个也是比较重要的一环，如果不能把发热件与散热片良好接触，也是无法有效把热量传导到散热器上的，应用中有直接用螺丝钉紧固的，也有用弹簧片压固的，可以根据需要选择设计，需要说明的是，有些功率器件和散热片之间有绝缘要求，中间选用的绝缘材料就一定要选用低热阻的材料，比如：聚脂薄膜、云母片等，实际安装中还要注意固定位置应使用受力均匀分布；

4、散热片的形状：包括页片与基材的形状尺寸，要有尽可能加大散热表面积，这样散热片的热量才能快速与周围空气对流，比如说增加页片数目、在页片上做波浪纹都是好办法；基材要厚一些比较好，长而薄的散热片效率很差，在远端基本上是不起作用的了；

二、对流散热

1、自然对流：发热器件或者散热片的热量可以是依靠自然对流散热，这样的话，发热件或者散热片最好以长边取为垂直方向为佳，而且要尽量使散热片的横断面与水平面方向平行，因为热空气是上升的，这样才比较有利于空气流通，象单面页片式的散热器就比较适合安装在机体背板以自然对流方式散热；

2、强制对流：采用风扇强制吸、排的方式拉动一个风场来加强空气对流，是比较有效的散热方式，可以根据需要选择合适的风扇规格与数目，在设计上要注意的有这么几点：

A、各风扇风场方向要一致，不要互相打架，否则效率肯定大打折扣，对机箱内部来说最好有相应的进风口与出风口，可以参考一下下面的附图，是一块显卡的散热设计；

B、采用强制风冷时，对于页片式散热片来说，要使页片方向与风道气流方向一致

c、机箱上要根据风场的需要留出相应的散热孔，散热孔并非越多、越大就越好，首先散热孔的大小根据不同的安规等级有相应限制，还要考虑EMI的要求（可以参考一下附图）；另外，重为重要的是：散热孔的分布要与风道气流的流向吻合，

三、辐射散热

这种散热方式给设计者留出的空间相对较少，对于发热器件与散热片来说，表面光洁度越高，辐射效率越差，所以比较廉价而且较有效的一个手段是把铝型材散热器表面做氧化处理，这层氧化层可以大大改善辐射效率（比如，一个表面研磨光洁的散热片，表面辐射率可能在0.1左右，做过氧化处理后，辐射率的值可以升高到1）

当然现在还有其他多种多样的散热方式，如液体致冷，但基本思路都是围绕这几方面来考虑的，希望大家都来谈谈自己的经验。

作者: ZFBIN 时间: 2003-5-27 19:33
风冷时风道设计很重要
散热片与PCB接触处可敷铜，让PCB也导去相当热量
如果成本允许，可用镶铜的铝散热片，以利用铜导热快，铝散热/成本性价比高的优势

大概的散热面积估算：
   
           S=发热功率/(传热系数X温差）

作者: jyz 时间: 2003-5-28 09:04
可我现在做的产品,完全要密封,但又一定要散热怎么办?
我很想要这方面的资料.谢谢讲解

作者: zj8352 时间: 2003-5-28 10:57

jyz wrote:
可我现在做的产品,完全要密封,但又一定要散热怎么办?
我很想要这方面的资料.谢谢讲解

可以想办法通过外壳散热

作者: zj8352 时间: 2003-5-28 11:04
常用的一个简化公式P=△T/θj
p为发热功率 θj为热阻类似与电阻
我还没有搞的太清楚

作者: wysunny 时间: 2003-5-28 11:30

zj8352 wrote:
常用的一个简化公式P=△T/θj
p为发热功率 θj为热阻类似与电阻
我还没有搞的太清楚

补充一个完整的说明：

P=H*A*η*△T

P：散热片与周围空气的热交换总量（W）；

H：散热片的总热传导率（W/CM2*℃），由辐射及对流两方面决定；

A：散热片表面积（CM2）；

η：散热片效率，由散热片的材料及形状决定；

△T：散热片的最高温度与周围环境温度之差（℃）

作者: sdmdt 时间: 2003-5-29 10:33

jyz wrote:
可我现在做的产品,完全要密封,但又一定要散热怎么办?
我很想要这方面的资料.谢谢讲解

尽量把热量通过金属传到机壳上.

作者: Hongken 时间: 2003-5-29 15:14

jyz wrote:
可我现在做的产品,完全要密封,但又一定要散热怎么办?
我很想要这方面的资料.谢谢讲解

我目前也做了一个类似产品，完全密封是因为盐雾试验要求；
处理方式：1、外壳完全采用铝合金，并开散热槽+喷砂处理；
                 2、内部安装风扇强制风流循环；
不知道效果怎么样，设计中；

作者: mlchen2008 时间: 2003-5-30 17:21
对于一个系统设备的散热问题：应该分为多个层次的散热
设备系统级，插箱（功能单元）级，元器件级。
上一级散的热为下一级提供条件
以SDH产品为例：
155/622的产品，不需要系统级的散热，插箱级可以配性价比高的风机，个别插卡的元器件上加装散热片就可以了。
2。5G的产品最好加装设备系统的散热，当然如果机架采用敞开试的结构形式也可以不要的，插箱级的风机是需要的，至少要8025风机。
10G的产品各方面的散热必须要充足的保证，交叉，10G插卡的散热器件布局很重要。

作者: 800qqq 时间: 2003-6-2 08:56

mlchen2008 wrote:
对于一个系统设备的散热问题：应该分为多个层次的散热
  设备系统级，插箱（功能单元）级，元器件级。
  上一级散的热为下一级提供条件
  以SDH产品为例：
  155/622的产品，不需要系统级的散热，插箱级可以配性价比高的风机，个别插卡的元器件上加装散热片就可以了。
  2。5G的产品    最好加装设备系统的散热，当然如果机架采用敞开试的结构形式也可以不要的，插箱级的风机是需要的，至少要8025风机。
  10G的产品       各方面的散热必须要充足的保证，交叉，10G插卡的散热器件布局很重要。

5G\10G的产品是怎么，还望指教。我不东啊！

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:57
传一点关于fan的资料，希望对大家有帮助。

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:57
1

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:57
2

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:58
3

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:58
4

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:59
5

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 10:59
6

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 11:00
7

作者: zj8352 时间: 2003-6-2 11:00
8
end

作者: berlin99 时间: 2003-6-2 16:41
不知有没有相关的cae软件，可以将散热情况有效地模拟出来～～～～～～～～

作者: zj8352 时间: 2003-6-3 09:40

berlin99 wrote:
不知有没有相关的cae软件，可以将散热情况有效地模拟出来～～～～～～～～

我们老大只是跟我提过，暂时还不太清楚，等我搞清楚了在告诉你吧

作者: hubinadx 时间: 2003-6-3 10:14
最近我也做一个类似的结构,密封散热.最后彩用硬铝外壳,在发热无件与外壳间加上特殊的导热材料,一种类似于海绵橡胶的东西,效果还可以~~~

作者: zj8352 时间: 2003-6-4 11:01

hubinadx wrote:
最近我也做一个类似的结构,密封散热.最后彩用硬铝外壳,在发热无件与外壳间加上特殊的导热材料,一种类似于海绵橡胶的东西,效果还可以~~~

NB上常用的界面材料一般有3种：散热膏（一种白色胶）；相变化材料；锡膏；SONY T4000也是应用很多的一种耐热粘性都不错的胶。

作者: davidzdw 时间: 2003-6-4 11:13
常用的绝热材料有哪些，石英可不可以

作者: xbr 时间: 2003-6-5 11:48
    我刚毕业，我学的是模具设计，我想在结构设计工程师方面发展，但不知从哪方面去学，如学习资料该选哪种，应该怎么样去做？请给我指点点路，多谢！！！

作者: zj8352 时间: 2003-6-6 09:11

xbr wrote:
我刚毕业，我学的是模具设计，我想在结构设计工程师方面发展，但不知从哪方面去学，如学习资料该选哪种，应该怎么样去做？请给我指点点路，多谢！！！

迷茫中

作者: daveylee 时间: 2003-6-7 15:49
請問與IC貼合面的估的平整度要求一般定多少較合適。

作者: 刘国锋 时间: 2003-6-14 16:29
打不开，怎末办？

作者: dingyi 时间: 2003-6-14 21:01

daveylee wrote:
請問與IC貼合面的估的平整度要求一般定多少較合適。

以前做INTEL的散热片时平坦度一般都是要求在0.15以下的

作者: JPVIPGAH 时间: 2003-6-15 08:26
三星电脑上的HEATSINK一般为0。05

作者: robort 时间: 2003-6-16 17:42
怎麼打不開呀

作者: pdping 时间: 2003-6-30 19:51
daveylee wrote:
請問與IC貼合面的估的平整度要求一般定多少較合適。

應該和CPU的要求差不多，平面度要求0.1以下

作者: jxgolden 时间: 2003-7-2 14:12
如果需要防水那么散热就不容易,我上次设计是利用半导体散热.利用半导体帖紧金属外壳.就可以了.

作者: JINYY 时间: 2003-7-17 17:35
但是，散热又和电磁兼容好象很冲突，怎样更好的解决这个问题呢，请各位指点一些了

作者: gaoweifeng 时间: 2003-8-20 10:29
简单讲就是：开小孔；多开孔。

作者: juny 时间: 2003-8-20 15:20
于2003-05-28 11:30
--------------------------------------------------------------------------------


zj8352 wrote:
常用的一个简化公式P=△T/θj
p为发热功率 θj为热阻类似与电阻
我还没有搞的太清楚

补充一个完整的说明：

P=H*A*η*△T

P：散热片与周围空气的热交换总量（W）；

H：散热片的总热传导率（W/CM2*℃），由辐射及对流两方面决定；

A：散热片表面积（CM2）；

η：散热片效率，由散热片的材料及形状决定；

△T：散热片的最高温度与周围环境温度之差（℃）

请教WYSUNNY:
    H 怎么定，能查表吗？或者根据材料有个大概的数值范围？

作者: wysunny 时间: 2003-8-20 20:47
简单说明一下：

作者: juny 时间: 2003-8-21 16:41

to wysunny!

再请教一下：1. H=Hr+Hc, 对吗？
                    2. 当材料是一般的冲压铝片时，[$#1108]大概等于多少？
                        是压铸铝时等于多少？
  再次表示感谢！

作者: wysunny 时间: 2003-8-21 17:54

juny wrote:
to wysunny!
  
  再请教一下：1.  H=Hr+Hc, 对吗？
                  2. 当材料是一般的冲压铝片时，[$#1108]大概等于多少？
                        是压铸铝时等于多少？
再次表示感谢！

1、是的，总的热传导率 H 即为二者之和

2、关于这点，抱歉说明一下：昨天发帖时有笔误，才导致你对这样大的一个范围值会不名所以，对于表面研磨光洁的产品，其表面辐射率 ε＝0.05~0.1（昨天误写为0.05~1，我已修正旧帖）。

作者: 海风吹乱了头发 时间: 2003-8-22 08:13
我正搞一款加湿机，最初我们用铝块散热，用了几十分钟做功率放大的三极管就烧坏，后来把铝块一部分浸入水中问题就解决了!

作者: juny 时间: 2003-8-22 08:34
thank u! wysunny.

作者: yx6 时间: 2003-9-17 00:08

作者: gaven 时间: 2003-9-17 17:18
有點象flotherm,或是icepak,再不然就是qfin.
能共享嗎。

作者: zzj023 时间: 2003-9-17 19:38
hao

作者: ben_h 时间: 2003-9-18 13:08
附件7???

作者: no1zh007 时间: 2003-10-15 19:44
表示感谢！

作者: jimy 时间: 2003-10-16 11:14

wysunny wrote:

  
  补充一个完整的说明：
  
  P=H*A*η*△T
  
  P：散热片与周围空气的热交换总量（W）；
  
  H：散热片的总热传导率（W/CM2*℃），由辐射及对流两方面决定；
  
  A：散热片表面积（CM2）；
  
  η：散热片效率，由散热片的材料及形状决定；
  
  △T：散热片的最高温度与周围环境温度之差（℃）

業界一般來說: 評價產品散熱性能用熱阻 Rthermal=△T/P

△T=Tcase-Tamb  (就是發熱源最高溫度-整體表面溫度)
P=UI  (就是發熱攻率)

作者: jimy 时间: 2003-10-16 11:26

berlin99 wrote:
不知有没有相关的cae软件，可以将散热情况有效地模拟出来～～～～～～～～

anysys , pro-mechanicar 結構模擬

flothem  IcePak          熱流電子模擬

star-CD , star-LT       流體模擬

一般目前流行這些,國內剛開始.
從經驗設計轉化向分析設計.

我做散熱模擬用的是  IcePak

作者: jimy 时间: 2003-11-5 10:52
散熱方面設計的朋友請頂啊.

大伙一起討論一下 heat pipe for notebook .

作者: lf_520 时间: 2003-11-5 17:45
ding

作者: davidlfxu 时间: 2003-11-20 07:50
有誰需要散熱方面的資料﹐如果要的話﹐我將將我原創資料拿出來與大家分享。

作者: mars 时间: 2003-11-20 17:29
ding

作者: txq5555 时间: 2003-11-27 00:13
ding,ding,ji xu ding

作者: hevin 时间: 2003-11-28 11:38
ding ！要！

作者: yyg 时间: 2003-12-30 19:58
要啊...

作者: jumj 时间: 2004-1-1 15:38
公式推导的结果应该加上多大的保险系数？

作者: ZHUGH123 时间: 2004-2-15 20:53
常听人讲,风扇多了反而会形成紊流,谁能将紊流的形成和风扇的位置关系说一说,多谢!

作者: ketten 时间: 2004-2-24 10:51

davidlfxu wrote:
有誰需要散熱方面的資料﹐如果要的話﹐我將將我原創資料拿出來與大家分享。

需要

作者: liuerubin 时间: 2004-2-24 11:53
主要考虑的是散热片的面积和风道的散热能力，关键是风道及散热片的匹配，多试验，公式计算是指导

作者: leftright 时间: 2004-2-24 20:09
需要，太需要了
另外想问问有没有高手对电机和驱动器的发热及散热问题有研究？现在想用软件分析，不知用什么软件好？

作者: yuanfen 时间: 2004-2-24 20:35
davidlfxu
能共享你的散热资料吗？我需要。谢谢!

作者: chenzxiong 时间: 2004-2-25 16:39
对于散热,如果散热片够用的话绝不用风扇.
因为风扇要取电,而且容易坏.

作者: huangmengbin 时间: 2004-6-23 21:55
怎么打不开？需要什么软件？请指点以下

作者: rongxiang 时间: 2004-7-14 15:45
打不开。。有问题，楼主？？？

作者: wasiton 时间: 2004-7-29 11:19
   davidlfxu:
       小弟太需要了，贴出来吧。

作者: boris_217 时间: 2004-7-29 13:51
真有人用公式设计散热片吗？不可靠的因素太多，一般设计散热片多通过比较。通过先在产品的发热量和通风状况与以前产品的比较。影响散热器的因数太多，本人并不建议大家用公式去算。
现在的COSMOS里的OVERFLOW 软件能建模分析热的情况。但软件很贵。

作者: boris_217 时间: 2004-7-29 13:54
防水产品的散热一般通过灌胶来处理。

作者: davidyang2 时间: 2004-8-22 01:51
3Q!

作者: hzchensx 时间: 2004-10-28 12:57
这是我设计的一个设备的ICEPAK分析图档，供大家参考

作者: h2r 时间: 2004-10-28 16:35
ding!

作者: luozhuming 时间: 2004-10-28 19:53
散热结构一般来讲是指强迫风冷，所示我对强迫风冷方面的设计谈谈一些看法：
1、风机的先择：选择风机时，应考虑的因素包括：风量，风压，效率，空气流速，系统或风道的阻力特性，应用环境条件，噪声，以及体积，重量等，其中风量和风压是主要参数，要求风量大，风压低的设备，尽量采用軸流式风机，(反之，则选用离心式风机)；所选风机的风量或风压不能满足要求时，可以采用串联或并联的方式来满足要求。
2、风机的安装：A, 外壳进风孔（或出风孔）的总面积要不小于风机总的通风面积；B, 风机不论是抽风还是鼓风，安装时都最好不要直接贴装在开孔的钣金上；
3、风道的设计：风道要短而直，拐弯要少；在结构尺寸不受影响时，增大风道面积可减小压力损失，同时可降低风机的噪声；当风道进口需要安装防尘时，在防尘的效果和流体阻力之间要权衡；元件应按叉排列方式，这样可以提高气流的紊流程度，增强散热能力。

作者: huabanyu 时间: 2004-10-28 23:16
ding!!!
本人搞过一些密封产品的散热，谈谈自我所得
首先比较直接的方法是在内部形成风路风道，使发热元件的热尽量在内部分散开，也可以直接把发热元件铁在机箱内壁，或者通过比较好的传导热器件进行传导到机箱上（市面上有比铜传热更快的多的器件）

作者: zhao-hui-001 时间: 2004-11-6 20:08
不错！

作者: excell5119 时间: 2004-11-21 23:35
感谢分享这么棒这么实用的好资料谢谢大大的分享啰!此资讯~很实用哦!!

作者: oldfung 时间: 2004-11-21 23:58
ding!

作者: wangarnold 时间: 2004-11-22 11:08
NOTEBOOK上用的热管应该类似标准件吧
是不是根据原器件散热功率、散热系数来选取热管型号即可
是不是热管和风扇是集成在一起的

作者: 一桶天下 时间: 2004-11-22 15:34
54楼的朋友谢谢请发gfztj@yahoo.com.cn
顶!

作者: 一桶天下 时间: 2004-11-22 15:45
有没有那位朋友对塑件密闭空间散热有经验,比如大充电器,现在世面上的充电器充电时表面温度都很高,请大家踊跃讨论!

作者: avey_xie 时间: 2004-12-9 16:23
少一個PART.7

作者: charleejun 时间: 2004-12-9 18:28
一般涉及到散热问题的产品...在设计初期就要对起进行热分析,
做热分析的软件比较多..教为出名的有icdpack  和flotherm...

当然Designer在设计时就要注意产品中的最高发热点..
将其置于出风口(风冷)..这是只是基本概念.....

设计者的经验很重要...不能够完全依靠热分析工程师用热分析软件去分析...

作者: huafly 时间: 2004-12-9 19:56
这位大侠说的好,不过经验的积累有不适一朝一夕所能达成的,不知道如何才能更快地设计出满足散热要求的结构系统来?
散热在通讯设备中很重要,现在正朝着小型化大功耗的方向发展,热设计愈加显得举足轻重, 对户外设备来说常用的散热器自然冷却换热器已经不能满足要求, 空调又不太可靠这时该用什么散热方式呢?

作者: richard7937 时间: 2004-12-10 09:02
一般对于散热的分析都用ansys 先用proe建模，然后网格化再输入参考量，大家可以参考本网站的有限元分析，那里有很多散热的资料分析，我用ansys分析过几次，主要的问题时如何确定你所拥有的量，这个需要测量，但是问题出来了，如何保证测量的准确性，这个要靠经验了，最后的结果也需要经验和实验去判断，很耗时间，我曾经听说用电脑算了2个星期也没有结果，电脑暴机的事情，呵呵。希望大家继续讨论！

作者: okocha 时间: 2005-1-4 15:07
支持老大啊

作者: wuenyu 时间: 2005-3-11 16:03
9楼
你说的公式也太笼统了吧
换热系数H(W/CM2*℃)和温差,摆放方向,外型都有很大关系吧
散热垂直方向应该是那方
散热器效率的计算俺也搞不太清楚(n=tanhmL/mL)
那位大侠解说解说

作者: wuenyu 时间: 2005-3-11 16:25
36楼
半导体散热我看见国外的产品有用的
好象是石墨
但我不知道它有什么好
导热和铝差不多
只是防腐性能较好

作者: wuenyu 时间: 2005-3-11 16:27
26楼
能不能推荐一些导热好的界面材料
厂家,品牌
谢谢

作者: dpliang54 时间: 2005-3-11 18:12
哈哈！ξ=1是自然界中都不存在的所谓的黑体，在ICEPAK仿真测试中一般选择
emissivity=0.09( Al-commercial-surface)
emissivity=0.35(Paint-Al surface)
emissivity=0.98(paint-black parsons)
实际上很少选择1。

作者: dpliang54 时间: 2005-3-11 18:25
欢迎使用ICEPAK,FLOTHERM的朋友跟进！我的一个分析结果：

作者: dpliang54 时间: 2005-3-11 18:27
什么是Icepak?
Icepak 是强大的 CAE 仿真软件工具，它能够对电子产品的传热，流动进行模拟，从而提高产品的质量，大量缩短产品的上市时间。 Icepak 能够计算部件级，板级和系统级的问题。它能够帮助工程师完成用试验不可能实现的情况，能够监控到无法测量的位置的数据。
Icepak 采用的是 FLUENT 计算流体动力学 (CFD) 求解引擎。该求解器能够完成灵活的网格划分，能够利用非结构化网格求解复杂几何问题。多点离散求解算法能够加速求解时间。Icepak 提供了其它商用热分析软件不具备的特点，这些特点包括：
·  非矩形设备的精确模拟
·  接触热阻模拟
·  各向异性导热率
·  非线性风扇曲线
·  集中参数散热器
·  外部热交换器
·  辐射角系数的自动计算

作者: no1zh007 时间: 2005-3-17 15:47
精彩！
顶！

作者: S.G.Sun 时间: 2005-3-17 20:59
學習中ing ing ing !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

作者: lvshqi 时间: 2005-4-1 13:29
XUE XI

作者: yzfphil 时间: 2005-4-1 14:53
不错，我搞变频器时遇到散热头通，功率模块需要散热

作者: yzfphil 时间: 2005-4-1 15:37
davidlfxu wrote:
有誰需要散熱方面的資料﹐如果要的話﹐我將將我原創資料拿出來與大家分享。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

需要啊！mail给我吧，谢谢philyust@21cn.com

作者: Anddy 时间: 2005-4-4 14:53
davidlfxu wrote:
有誰需要散熱方面的資料﹐如果要的話﹐我將將我原創資料拿出來與大家分享。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

需要啊！mail给我吧，谢谢!!!
Anddy_j@126.com

作者: sandybills 时间: 2005-4-4 20:40
不錯,以前大學的時候學過一點<<傳輸原理>>其中有講到THERMAL傳輸理論!!
他的一些理論知識十分抽象,但是也可以進行簡單化計算的!!我很想要一些關於該問題的軟體資料!!那位兄弟可以幫幫我呀！！！！

作者: andycheung 时间: 2005-4-6 17:29
用什么材料呢？

欢迎光临 iCAx开思网 (https://www.icax.org/)