暖氣散熱片設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(參考)

1、散熱片設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(參考暖氣散熱片設(shè)計(jì)一般準(zhǔn)則一、自然對(duì)流散熱片設(shè)計(jì)暖氣散熱片的設(shè)計(jì)可就包絡(luò)體積做初步的設(shè)計(jì),然后再就暖氣散熱片的細(xì)部如鰭片及底部尺寸做詳細(xì)設(shè)計(jì)1、包絡(luò)體積2、暖氣散熱片底部厚度良好的底部厚度設(shè)計(jì)必須由熱源部分厚而向邊緣部份變薄,如此可使暖氣散熱片由熱源部份吸收足夠的熱向周?chē)^薄的部份迅速傳遞。底部之厚度關(guān)系底部厚度和輸入功率的關(guān)系3、鰭片形狀空氣層的厚度約2mm,鰭片間格需在4mm以上才能確保自然對(duì)流順利。但是卻會(huì)造成鰭片數(shù)目減少而減少散熱片面積。A、鰭片間格變狹窄-自然對(duì)流發(fā)生減低,降低散熱效率。鰭片間格變大-鰭片變少,表面積減少。B、鰭片角度鰭片角度約三度。鰭片形狀鰭片形狀參

2、考值C、鰭片厚度當(dāng)鰭片的形狀固定,厚度及高度的平衡變得很重要,特別是鰭片厚度薄高的情況,會(huì)造成前端傳熱的困難,使得暖氣散熱片即使體積增加也無(wú)法增加效率鰭片變薄-鰭片傳熱到頂端能力變?nèi)貊捚兒?鰭片數(shù)目減少(表面積減少鰭片增高-鰭片傳到頂端能力變?nèi)?體積效率變?nèi)貊捚兌?表面積減少4、暖氣散熱片表面處理暖氣散熱片表面做耐酸鋁(Alumite或陽(yáng)極處理可以增加輻射性能而增加散熱片的散熱效能,一般而言,和顏色是白色或黑色關(guān)系不大。表面突起的處理可增加散熱面積,但是在自然對(duì)流的場(chǎng)合,反而可能造成空氣層的阻礙,降低效率。二、強(qiáng)制對(duì)流暖氣散熱片設(shè)計(jì)增加熱傳導(dǎo)系數(shù)(1 增加空氣流速這個(gè)是很直接的方法,可以配

3、合風(fēng)速高的風(fēng)扇來(lái)達(dá)成目的,(2 平板型鰭片做橫切將平板鰭片切成多個(gè)短的部分,這樣雖然會(huì)減少散熱片面,但是卻增加了熱傳導(dǎo)系數(shù),同時(shí)也會(huì)增加壓。當(dāng)風(fēng)向?yàn)椴欢ǚ较驎r(shí),此種設(shè)計(jì)較為適當(dāng)。(如摩托車(chē)上的散熱片暖氣散熱片橫切(3 針狀鰭片設(shè)計(jì)針狀鰭片散熱片具有較輕及體積較小的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也有較高的體積效率,更重要的是具有等方向性,因此適合強(qiáng)制對(duì)流暖氣散熱片,如圖九所示。鰭片的外型有可分為矩形、圓形以及橢圓形,矩形散熱片是由鋁擠型橫切而成,圓形則可由鍛造或鑄造成型,橢圓形或液滴形的散熱片熱傳系數(shù)較高,但成型比較不易。(4 沖擊流冷卻利用氣流由鰭片頂端向底部沖擊,這種冷卻的方式可以增加熱傳導(dǎo)性,但是須注意風(fēng)的流

4、向配合整體設(shè)計(jì)。針狀鰭片散熱片輻射狀鰭片散熱片(3 對(duì)于常見(jiàn)的風(fēng)扇置于散熱片上方的下吹設(shè)計(jì),由于須配合風(fēng)扇特性,因此需做更精確的設(shè)計(jì)。軸流風(fēng)扇由于有旋轉(zhuǎn)效應(yīng),同時(shí)軸的位置風(fēng)不易吹到,因此許多散熱片設(shè)計(jì)成輻射狀,如圖十所示。也有些散熱片的頂端設(shè)計(jì)成長(zhǎng)短不一或是彎曲的形狀用以導(dǎo)風(fēng)。另外種方式是采用側(cè)吹的方式,一般而言,側(cè)吹方式的散熱片由于氣流可吹過(guò)鰭片,而且流阻較少,因此對(duì)于高且密的鰭片而言,配合頂端加蓋設(shè)計(jì)以防止氣流旁通(bypass,側(cè)吹式比下吹式可有更好的效果。三、暖氣散熱器設(shè)計(jì)規(guī)范/經(jīng)驗(yàn)暖氣散熱片的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1:表面積越大散熱效果越好.2:若散熱片放置利于空氣流通,可以提高散熱效果.3:

5、銅.鋁導(dǎo)熱效率高,是散熱材料的首選.4:增加暖氣散熱片的厚度比增加長(zhǎng)度更有效(我司經(jīng)驗(yàn)所得.5:表面陽(yáng)極氧化處理,可抗氧化腐蝕,提高輻射能力,穩(wěn)定散熱效果.6:加工的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性.散熱同等條件下的效果對(duì)比:質(zhì)量輕氧化使用壽命長(zhǎng)不氧化使用壽命短開(kāi)槽散熱效果好不開(kāi)槽散熱效果差葉片密度大散熱效果好(加風(fēng)扇更好葉片密度小散熱效果差(加風(fēng)扇好葉片高度高散熱效果好(加風(fēng)扇更好葉片高度低散熱效果好(加風(fēng)扇好底面厚度厚吸熱量大一點(diǎn),散熱量不一定。相對(duì)會(huì)好一點(diǎn)。底面厚度薄吸熱量小一點(diǎn),散熱量不一定。相對(duì)會(huì)差一點(diǎn)。四、散熱器選擇原則用戶(hù)選配散熱器時(shí),必須考慮以下因素:模塊工作電流大小,以決定所需散熱面積;使用環(huán)境,

6、據(jù)此可以確定采取什么冷卻方式自然冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷、還是水冷;裝置的外形、體積、給散熱器預(yù)留空間的大小,據(jù)此可以確定采用什么形狀的散熱器。一般而論,大多數(shù)用戶(hù)會(huì)選擇鋁型材散熱器。五、散熱器設(shè)計(jì)步驟通常散熱器的設(shè)計(jì)分為三步1:根據(jù)相關(guān)約束條件設(shè)計(jì)散熱器輪廓圖。2:根據(jù)散熱器的相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)散熱器齒厚、齒的形狀、齒間距、基板厚度進(jìn)行優(yōu)化。3:進(jìn)行校核計(jì)算。? 自然冷卻散熱器的設(shè)計(jì)方法? 考慮到自然冷卻時(shí)溫度邊界層較厚,如果齒間距太小,兩個(gè)齒的熱邊界層易交叉,影響齒表面的對(duì)流,所以一般情況下,建議自然冷卻的散熱器齒間距大于12mm,如果散熱器齒高低于10mm,可按齒間距1.2倍齒高來(lái)確定散熱器的齒間距。? 自然冷卻散熱器表面的換熱能力較弱,在散熱齒表面增加波紋不會(huì)對(duì)自然對(duì)流效果產(chǎn)生太大的影響,所以建議散熱齒表面不加波紋齒。? 自然對(duì)流的散熱器表面一般采用發(fā)黑處理,以增大散熱表面的輻射系數(shù),強(qiáng)化輻射換熱。? 由于自然對(duì)流達(dá)到熱平衡的時(shí)間較長(zhǎng),所以自然對(duì)流散熱器的基板及齒厚應(yīng)足夠,以抗擊瞬時(shí)熱負(fù)荷的沖擊,建議大于5mm以上。? 強(qiáng)迫冷卻散熱器的設(shè)計(jì)方法? 在散熱器表面加波紋齒,波紋齒的深度一般應(yīng)小于0.5mm。? 增加散熱器的齒片數(shù)。目前國(guó)際上先進(jìn)的擠壓設(shè)備及工藝已能夠達(dá)到23的高寬比,國(guó)內(nèi)目前高寬比最大只能達(dá)到8。對(duì)能夠提供足