散熱與風(fēng)量的計算

1、散熱與風(fēng)量的計算風(fēng)扇總熱量=空氣比熱X空氣重量X溫差,這里的溫差；的,250-80（最加熱片的溫 度）-25（進(jìn)風(fēng)空； 總功不知道,電器做的總功/=風(fēng)扇排出的總熱； 設(shè)：半導(dǎo)體發(fā)熱 芯片平均溫度T1（工作時的溫度上限；求了），散熱片平均溫度T2,散熱片出 口處空氣溫度；簡化問題，假設(shè)：；1.散熱片為熱的良導(dǎo)體，達(dá)到熱平衡時間忽 略，則有；2.只考慮熱傳導(dǎo)，對流和輻射不予考慮；又因 風(fēng)扇總熱量=空氣比熱X空氣重量X溫差,這里的溫差是指，你進(jìn)風(fēng)的溫度與最終 加熱片的溫度的差值,照你說 的,250-80（最加熱片的溫度）-25（進(jìn)風(fēng)空氣的溫度）=145度,你給的倏件還一樣就是熱量不知道,或者電器做的

2、 總功不知道,電器做的總功/=風(fēng)扇排出的總熱量知道的話就可以根空氣重量=風(fēng)量/60X空氣密度逆推出風(fēng)量設(shè)： 半導(dǎo)體發(fā)熱芯片平均溫度T1（工作時的溫度上限， 也就是說改芯片能承受 的最高溫度，取決你的設(shè)計要求了），散熱片平均溫度T2,散熱片出口處空氣溫度T3簡化問題，假設(shè)：1.散熱片為熱的良導(dǎo)體，達(dá)到熱平衡時間忽略，則有T1=T2；2.只考慮熱傳導(dǎo)，對流和輻射不予考慮。又因為半導(dǎo)體發(fā)出的熱量最終用來加熱空氣，則有：880W=40CFh空氣比熱*（T3-38C） 注意單位統(tǒng)一，至于空氣的比熱用定容的 吧。上式可以求出（實際上也就是估算而已）出口處空氣溫度T3，根據(jù)散熱片的散熱公式（也是估算），有：

3、P=X*【（T3+380C）】*A其中：P為散熱功率，入為散熱系數(shù)，A為與空氣的接觸面積，【（T3+380C）】 為溫差；其中：入可以通過對照試驗求（好吧，還是估算）出來， 這樣就能大概估算出需要的散熱器面積A了 誤差來源1：散熱器溫度和芯片溫度肯定不相等，熱傳導(dǎo)需要時間，而且散熱片 不同位置的溫度也不嚴(yán)格相同，只是處在動態(tài)平衡；誤差來源2：散熱片的散熱公式是憑感覺寫的。 。應(yīng)該沒大錯，但肯定很粗糙。 自己修正吧能想到的就這么多了。軸流風(fēng)機風(fēng)量散熱器的信息講解2011-06-02 17:06軸流風(fēng)機風(fēng)量散熱器的信息講解 風(fēng)量是指風(fēng)冷散熱器風(fēng)扇每分鐘排出或納入的空氣總體積， 如果按立方英尺來計

4、算，單位就是CFM如果按立方米來算，就是CMM散熱器產(chǎn)品經(jīng)常使用的風(fēng)量單位是CFM（約為立方米/分鐘）。50X50X10mm CP風(fēng)扇一般會達(dá)到10 CFM 60X60X25mm風(fēng)扇通常能達(dá)到20-30的CFM在散熱片材質(zhì)相同的情況下， 風(fēng)量是衡量風(fēng)冷散熱器 散熱能力的最重要的指標(biāo)。顯然，風(fēng)量越大的散熱器其散熱能力也越高。這是因為空氣的熱容比率是一定的，離心風(fēng)機 更大的風(fēng)量，也就是單位時間內(nèi) 更多的空氣能帶走更多的熱量。當(dāng)然，同樣風(fēng)量的情況下散熱效果和風(fēng)的流動方式有關(guān)。風(fēng) 量和風(fēng)壓風(fēng)量和風(fēng)壓是兩個相對的概念。 一般來說， 要設(shè)計風(fēng)扇的風(fēng)量大， 就要犧牲一些風(fēng) 壓。如果風(fēng)扇可以帶動大量的空氣流動

5、， 但風(fēng)壓小， 風(fēng)就吹不到散熱器的底部 （這就是為什 么一些風(fēng)扇轉(zhuǎn)速很高，風(fēng)量很大，屋頂風(fēng)機 但就是散熱效果不好的原因）。相反的，風(fēng)壓 大、風(fēng)量就小，沒有足夠的冷空氣與散熱片進(jìn)行熱交換，也會造成散熱效果不好。一般鋁質(zhì)鰭片 的散熱片要求風(fēng)扇的風(fēng)壓足夠大，而銅質(zhì)鰭片的散熱片則要求風(fēng)扇的風(fēng)量足夠大；鰭片較密 的散熱片相比鰭片較疏的散熱片， 需要更大風(fēng)壓的風(fēng)扇， 否則空氣在鰭片間流動不暢， 散熱 效果會大打折扣。防爆風(fēng)機所以說不同的散熱器， 廠商會根據(jù)需要配合適當(dāng)風(fēng)量、 風(fēng)壓的風(fēng) 扇，而并不是單一追求大風(fēng)量或者高風(fēng)壓的風(fēng)扇。 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是指風(fēng)扇扇葉每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)， 單位是rpm。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速由電機內(nèi)線圈的

6、匝數(shù)、 工作電壓、風(fēng)扇扇葉的數(shù)量、傾角、高度、 直徑和軸承系統(tǒng)共同決定。轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇質(zhì)量沒有必然的聯(lián)系。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以通過內(nèi)部的 轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行測量，也可以通過外部進(jìn)行測量（外部測量是用其它儀器看風(fēng)扇轉(zhuǎn)的有多快， 內(nèi)部測量則直接可以到BIOS里看，也可以通過軟件看。內(nèi)部測量相對來說誤差大一些）。因 為隨著環(huán)境溫度的變化，有時需要不同轉(zhuǎn)速風(fēng)扇來滿足需求。一些廠商特意設(shè)計出可調(diào) 節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的散熱器，分手動和自動兩種。手動的主要是讓用戶可以在冬天使用低轉(zhuǎn)速獲得低噪音， 夏天時使用高轉(zhuǎn)速獲得好 的散熱效果。自動類調(diào)溫散熱器一般帶有一個溫控感應(yīng)器，能夠根據(jù)當(dāng)前的工作溫度（如散熱 片的溫度）自動控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速

7、，溫度高則提高轉(zhuǎn)速， 溫度低則降低轉(zhuǎn)速， 以達(dá)到一個動態(tài)的平衡， 從而讓風(fēng)噪與散熱效 果保持一個最佳的結(jié)合點。散熱器都需要通過風(fēng)扇的強制對流來加快熱量的散失，因此一款 風(fēng)扇的好壞，對整個散熱效果起到了決定性的作用。配備一個性能優(yōu)良的CPU風(fēng)扇也是保證整 部電腦順利運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素之一。DC風(fēng)扇運轉(zhuǎn)原理：根據(jù)安培右手定則，導(dǎo)體通過電流，周圍會產(chǎn)生磁場，若將此導(dǎo)體置于另一固定磁場中， 則將產(chǎn)生吸力或斥力， 造成物體移動。 在直流風(fēng)扇的扇葉內(nèi)部， 附著一事先充有磁性之橡膠磁鐵。 環(huán)繞著硅鋼片， 軸心部份纏繞 兩組線圈，并使用霍爾感應(yīng)組件作為同步偵測裝置，控制一組電路，該電路使纏繞軸心的兩 組線圈輪流工

8、作。硅鋼片產(chǎn)生不同磁極，此磁極與橡膠磁鐵產(chǎn)生吸斥力。當(dāng)吸斥力大于虱扇 的靜摩擦力時，扇葉自然轉(zhuǎn)動。由于霍爾感應(yīng)組件提供同步信號，扇葉因此得以持續(xù)運轉(zhuǎn)， 至于其運轉(zhuǎn)方向，可依佛萊明右手定則決定AC風(fēng)扇運轉(zhuǎn)原理：AC風(fēng)扇與DC風(fēng)扇的區(qū)別。 前者電源為交流，電源電壓會正負(fù)交變，不像DC風(fēng)扇電源電壓固定，必須依賴電路控制， 使兩組線圈輪流工作才能產(chǎn)生不同磁場。AC風(fēng)扇因電源頻率固定，所以硅鋼片產(chǎn)生的磁 極變化速度，由電源頻率決定， 頻率愈高磁場切換速度愈快， 理論上轉(zhuǎn)速會愈快， 就像直流風(fēng) 扇極數(shù)愈多轉(zhuǎn)速愈快的原理一樣。不過，頻率也不能太快，太快將造成激活困難。我們電 腦散熱器上應(yīng)用的都是DC風(fēng)扇。而

9、一般一款好的風(fēng)扇主要考察風(fēng)量、轉(zhuǎn)速、噪音、使用壽 命長短、采用何種扇葉軸承等。風(fēng)冷散熱原理：散熱片的核心是同散熱片底座緊密接觸的， 因此芯片表面發(fā)出的熱量就會通過熱 傳導(dǎo)傳到散熱片上，再由風(fēng)扇轉(zhuǎn)動所造成的氣流將熱量“吹走”，如此循環(huán)，便是處理器散熱的簡單過 程。散熱片材料的比較：現(xiàn)在市面上的散熱風(fēng)扇所使用的散熱片材料一般都是鋁合金，只有極少數(shù)是使用 其他材料。學(xué)過物理的人應(yīng)該都知道鋁導(dǎo)熱性并不是最好的，從效果來看最好的應(yīng)該是銀，接下來是純 銅，緊接著才會是鋁。但是前兩種材料的價格比較貴，如果用來作散熱片成本不好控制。使用鋁業(yè)也有很多 優(yōu)點，比如重量比較輕，可塑性比較好。因此兼顧導(dǎo)熱性和其他方面

10、使用鋁就成為了主要的散熱材料。不過 我們使用的散熱片沒有百分之百純鋁的產(chǎn)品， 因為純鋁太過柔軟， 如果想做成散熱片一般都會加入少量的其 他金屬，成為鋁合金（得到更好的硬度）。風(fēng)扇：單是有了一個好的散熱片，而不加風(fēng)扇，就算表面積再大，也沒有用!因為無法 同空氣進(jìn)行完全的流通，散熱效果肯定會大打折扣。從這個來看，風(fēng)扇的效果有時甚至比散熱片還重要。 假如沒有好的風(fēng)扇，則散熱片表面積大的特點便無法充分展現(xiàn)出來。挑選風(fēng)扇的宗旨就是，風(fēng)扇吹出來的風(fēng) 越強勁越好。風(fēng)扇吹出來的風(fēng)力越強， 空氣流動的速度越快， 散熱效果同樣也就越好。 要判斷風(fēng)扇是否夠強 勁，轉(zhuǎn)速是一個重要的依據(jù)。轉(zhuǎn)速越快，風(fēng)就越強，簡單看功率

11、的大小。軸承：市面上用的軸承一般有兩種， 滾珠軸承和含油軸承， 滾珠軸承比含油軸承好， 聲 音小、壽命長。但是滾珠軸承的設(shè)計比較難，其中一個工藝是 預(yù)壓，是指將滾珠固定到軸承套中的過 程，這要求滾珠與軸承套表面 結(jié)合緊密，沒有間隙，以使鋼珠磨損度最小。通常在國內(nèi)廠家軸承制造中，預(yù)壓 前上下軸承套是正對的，因為鋼珠尺寸與軸承套尺寸肯定會存在一定誤差，所以在預(yù)壓受力后，滾珠同軸承 套之間總有510微米的間隙，就是這個間隙，使得軸承的老化磨損程度大大增加，使用壽命縮短。同樣過程，在NSK公司的軸承制造中，預(yù)壓時上下軸承套的會有一個5微米左右的相對距離， 這樣軸承套在受壓后就會 緊緊的卡住滾珠，使其間

12、的間隙減小為零，在風(fēng)扇工作中，滾珠就不會有跳動，從而使磨損降至最小，保證風(fēng) 扇暢通且長久高速運轉(zhuǎn)。強迫風(fēng)冷設(shè)計當(dāng)自然風(fēng)冷不能解決問題時， 需要用強迫空氣冷卻， 即強迫風(fēng)冷。 強迫風(fēng)冷是利 用風(fēng)機進(jìn)行鼓風(fēng)或抽風(fēng)， 提高設(shè)備的空氣流動速度，達(dá)到散熱目的。強迫風(fēng)冷在中大功率的電子設(shè)備中 應(yīng)用廣泛，因為它具有比自然風(fēng)冷多幾倍的熱轉(zhuǎn)移能力。 與其他形勢強迫風(fēng)冷比較有結(jié)構(gòu)簡單， 費用低， 維 護(hù)簡便等優(yōu)點。整機強迫風(fēng)冷有兩種形式：鼓風(fēng)冷卻和抽風(fēng)冷卻。鼓風(fēng)冷卻特點是風(fēng)壓大，風(fēng)量集中。適用于單元內(nèi)熱量分布不均勻，風(fēng)阻較大而 元器件較多的情況。當(dāng)單元內(nèi)風(fēng)阻較大， 需要單獨冷卻的元件和熱敏元件較多， 且各單元間熱損相差有 較大時，建議用鳳管冷卻，以便控制各單元風(fēng)量的需要。當(dāng)旨在機柜底層具有風(fēng)阻較大元件，中上層五熱敏 元件的情況下，建議用無風(fēng)管形式來降低成本。抽風(fēng)冷卻特點是風(fēng)量大， 風(fēng)壓小，風(fēng)量分布比較均勻， 在強迫風(fēng)冷中應(yīng)用更廣泛。 他也可分為有管道和無管道