自然對流平板散熱經(jīng)驗公式驗證

參考資料點這里

層流狀態(tài),自然對流平板計算溫升:

|平板位置 | C | n|
|-----|----|
|垂直 | 1.42 | 0.25|
|水平 熱面朝上| 1.32 | 0.25|
|水平 熱面朝下 |0.59 | 0.25|



注意:此平板只依靠一面來散熱,另外一面不參與對流。
已知條件:Q=1W 邊長100x100mm.

下面比較三種放置方式:


垂直放置。常數(shù)C=1.42 n=0.25


根據(jù)公式計算對流系數(shù):

  1. 假設(shè)一個溫升,比如40℃,則會計算出h=6.35。
  2. 帶入公式Q=hAdeltT,(注意A=2100100mm2)得出deltT=7.87K,與假設(shè)不符。
  3. 再設(shè)溫升為8℃,計算出h=4.247,重復(fù)步驟3得出deltT=11.774℃。還有偏差。
  4. 繼續(xù)設(shè)溫升為12℃,計算出h=4.7,重復(fù)步驟3,得出deltT=10.639℃。很接近了。
  5. 繼續(xù)重復(fù)步驟3,得出最后的溫升為11℃。
    用flotherm驗證:
    一個PCB 厚度1.6mm,單面發(fā)熱(建立component覆蓋整個PCB),銅箔覆蓋率100%。

水平放置,熱面朝下。常數(shù)C=1.32 n=0.25

水平放置,熱面朝上。常數(shù)C=0.59 n=0.25

結(jié)論:

  1. 熱面朝上與垂直放置的時候,經(jīng)驗公式與仿真結(jié)果相差不大。
  2. 熱面朝下的時候,經(jīng)驗公式計算出來的溫升幾乎為仿真結(jié)果的2倍,問題出在哪里?
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