強制對流中散熱片的熱阻估算

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:
(這個公式如何推導?)
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:


【參考2】

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。



參考文獻:

  1. 參考1 參考2 《傳熱學》第三版 高等教育出版社P41
  2. http://www.mhtl.uwaterloo.ca/pdf_papers/mhtl02-1.pdf
  3. http://www.electronics-cooling.com/2003/02/estimating-parallel-plate-fin-heat-sink-thermal-resistance/
最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。

推薦閱讀更多精彩內容