手工計算公式推導
在強制對流計算中,知道一個散熱器的形狀和尺寸,如何不通過軟件仿真而是用手工估算它的熱阻呢?
首先可以把散熱器分成了2部分:一部分是底板,一部分是FIN。熱阻也相應分為2部分,一部分是BASE的導熱熱阻,另一部分是散熱器的對流熱阻。
已知條件是圖1中的散熱片參數和以下參數:
P 發熱功耗
G 經過散熱器的總風量
圖1
Nf FIN的數目
V 經過FIN的風速
Hf FIN的高度
t FIN的厚度
b FIN之間的間隙
BASE與空氣接觸的總面積(除去FIN占去的部分)
單個Fin與空氣接觸的總面積
第一步是計算傳熱系數:
風速:雷諾數:
普朗特數:
怒塞爾數:
這個公式的推導式如何得來的?
計算傳熱系數:
第二步是計算對流熱阻:
Fin的效率ηfin的計算如下:
【參考1】
其中m值計算如下:
第三步計算BASE的傳導熱阻:
第四步計算總熱阻:
實際案例:仿真和手工計算對比
仿真結果:
溫升為7℃,與公式計算結果相差很小。