散热与风量的计算

散热风量的计算
风扇总热量=空气比热X空气重量X温差,这里的温差;的,250-80(最加热片的温度)-25(网络收集进风空;总功不知道,电器做的总功/4.2=风扇排出的总热;设:半导体发热芯片平均温度T1(工作时的温度上限;求了),散热片平均温度T2,散热片出口处空气温度;简化问题,假设:;1.散热片为热的良导体,达到热平衡时间忽略,则有;2.只考虑热传导,对流和辐射不予考虑;又因
风扇总热量=空气比热X空气重量X温差,这里的温差是指,你进风的温度与最终加热片的温度的差值,照你说
,250-80(最加热片的温度)-25(进风空气的温度)=145,你给的倏件还一样,就是热量不知道,或者电器做的
总功不知道,电器做的总功/4.2=风扇排出的总热量知道的话就可以根空气重量=钕铁硼磁性材料风量/60X空气密度逆推出风量
.
设:半导体发热芯片平均温度T1(工作时的温度上限,也就是说改芯片能承受的最高温度,取决你的设计要
求了),散热片平均温度T2,散热片出口处空气温度T3
简化问题,假设:
1.散热片为热的良导体,达到热平衡时间忽略,则有T1=T2
2.只考虑热传导,对流和辐射不予考虑。
又因为半导体发出的热量最终用来加热空气,则有:
880W=40CFM*空气比热*T3-38°C)注意单位统一,至于空气的比热用定容的吧。。。上式可以求出(实际上也就是估算而已)出口处空气温度T3
根据散热片的散热公式(也是估算),有:
P=λ*T2-0.5T3+38°C)】*A
其中:P为散热功率,λ为散热系数,A为与空气的接触面积,【T2-0.5T3+38°C)】为温差;
其中:λ可以通过对照试验求(好吧,还是估算)出来,
这样就能大概估算出需要的散热器面积A了。。。
P.S.
误差来源1:散热器温度和芯片温度肯定不相等,热传导需要时间,而且散热片不同位置的温度也不严格相同
,只是处在动态平衡;
误差来源2:散热片的散热公式是凭感觉写的。。。应该没大错,但肯定很粗糙。。自己修正吧
能想到的就这么多了。。。
轴流风机风量散热器的信息讲解2011-06-0217:06
轴流风机风量散热器的信息讲解
风量是指风冷散热器风扇每分钟排出或纳入的空气总体积,如果按立方英尺来计算,单
位就是CFM;如果按立方米来算,就是CMM。散热器产品经常使用的风量单位是CFM(约
0.028立方米拳击架/分钟)。50×50×10mmCPU风扇一般会达到10CFM60×60×25mm风扇
通常能达到20-30CFM。在散热片材质相同的情况下,风量是衡量风冷散热器散热能力的
最重要的指标。显然,风量越大的散热器其散热能力也越高。
这是因为空气的热容比率是一定的,离心风机更大的风量,也就是单位时间内更多的空气
能带走更多的热量。当然,同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。风量和风压风
量和风压是两个相对的概念。一般来说,要设计风扇的风量大,就要牺牲一些风压。如果风自制室内单杠
扇可以带动大量的空气流动,但风压小,风就吹不到散热器的底部(这就是为什么一些风扇
转速很高,风量很大,屋顶风机但就是散热效果不好的原因)。相反的,风压大、风量就小,
没有足够的冷空气与散热片进行热交换,也会造成散热效果不好。一般铝质鳍片的散热片要
求风扇的风压足够大,而铜质鳍片的散热片则要求风扇的风量足够大;鳍片较密的散热片相
比鳍片较疏的散热片,需要更大风压的风扇,否则空气在鳍片间流动不畅,散热效果会大打
折扣。防爆风机所以说不同的散热器,厂商会根据需要配合适当风量、风压的风扇,而并不
是单一追求大风量或者高风压的风扇。风扇转速是指风扇扇叶每分钟旋转的次数,单位是
rpm。风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇叶的数量、倾角、高度、直径和轴
承系统共同决定。转速和风扇质量没有必然的联系。风扇的转速可以通过内部的转速信号进
行测量,也可以通过外部进行测量(外部测量是用其它仪器看风扇转的有多快,内部测量则
直接可以到BIOS里看,也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些)。?因为随着
环境温度的变化,有时需要不同转速风扇来满足需求。一些厂商特意设计出可调节风扇转速
的散热器,分手动和自动两种。手
动的主要是让用户可以在冬天使用低转速获得低噪音,夏天时使用高转速获得好的散热效果。
自动类调温散热器一般带有一个温控感应器,能够根据当前的工作温度(如散热片的温度)
自动控制风扇的转速,温度高
则提高转速,温度低则降低转速,以达到一个动态的平衡,从而让风噪与散热效果保持一个
最佳的结合点。散热器都需要通过风扇的强制对流来加快热量的散失,因此一款风扇的好坏,
对整个散热效果起到了决定性的作用。配备一个性能优良的CPU风扇也是保证整部电脑顺
频率补偿电路利运转的关键因素之一。DC风扇运转原理:根据安培右手定则,导体通过电流,周围会产
生磁场,若将此导体置于另一固定磁场中,则将产生吸力或斥力,造成物体移动。在直流风
扇的扇叶内部,附着一事先充有磁性之橡胶磁铁。环绕着硅钢片,轴心部份缠绕两组线圈,
并使用霍尔感应组件作为同步侦测装置,控制一组电路,该电路使缠绕轴心的两组线圈轮流
工作。硅钢片产生不同磁极,此磁极与橡胶磁铁产生吸斥力。当吸斥力大于虱扇的静摩擦力
时,扇叶自然转动。由于霍尔感应组件提供同步信号,扇叶因此得以持续运转,至于其运转
方向,可依佛莱明右手定则决定AC风扇运转原理:AC风扇与DC风扇的区别。前者电源
为交流,电源电压会正负交变,不像DC风扇电源电压固定,必须依赖电路控制,使两组线
圈轮流工作才能产生不同磁场。AC风扇因电源频率固定,所以硅钢片产生的磁极变化速度,
由电源频率决定,频率愈高磁场切换速度愈快,理论上转速会愈快,就像直流风扇极数愈
多转速愈快的原理一样。不过,频率也不能太快,太快将造成激活困难。我们电脑散热器上
应用的都是DC风扇。而一般一款好的风扇主要考察风量、转速、噪音、使用寿命长短、采
用何种扇叶轴承等。
风冷散热原理:
散热片的核心是同散热片底座紧密接触的,因此芯片表面发出的热量就会通过热传导传到散热片上,再
由风扇转动所造成的气流将热量吹走,如此循环,便是处理器散热的简单过程。散热片材料的比较:
现在市面上的散热风扇所使用的散热片材料一般都是铝合金,只有极少数是使用其他材料。学过物理的
人应该都知道铝导热性并不是最好的,从效果来看最好的应该是银,接下来是纯铜,紧接着才会是铝。但是
前两种材料的价格比较贵,如果用来作散热片成本不好控制。使用铝业也有很多优点,比如重量比较轻,可乘波体
塑性比较好。因此兼顾导热性和其他方面使用铝就成为了主要的散热材料。不过我们使用的散热片没有百分
之百纯铝的产品,因为纯铝太过柔软,如果想做成散热片一般都会加入少量的其他金属,成为铝合金(得到更
好的硬度)
风扇:
单是有了一个好的散热片,而不加风扇,就算表面积再大,也没有用!因为无法同空气进行完全的流通,
散热效果肯定会大打折扣。从这个来看,风扇的效果有时甚至比散热片还重要。假如没有好的风扇,则散热
片表面积大的特点便无法充分展现出来。挑选风扇的宗旨就是,风扇吹出来的风越强劲越好。风扇吹出来的
风力越强,空气流动的速度越快,散热效果同样也就越好。要判断风扇是否够强劲,转速是一个重要的依据
。转速越快,风就越强,简单看功率的大小。
轴承:
市面上用的轴承一般有两种,滚珠轴承和含油轴承,滚珠轴承比含油轴承好,声音小、寿命长。但是滚
珠轴承的设计比较难,其中一个工艺是预压,是指将滚珠固定到轴承套中的过程,这要求滚珠与轴承套表面
结合紧密,没有间隙,以使钢珠磨损度最小。通常在国内厂家轴承制造中,预压前上下轴承套是正对的,因
为钢珠尺寸与轴承套尺寸肯定会存在一定误差,所以在预压受力后,滚珠同轴承套之间总有5—10微米的间隙
,就是这个间隙,使得轴承的老化磨损程度大大增加,使用寿命缩短。同样过程,在NSK公司的轴承制造中,
预压时上下轴承套的会有一个5微米左右的相对距离,这样轴承套在受压后就会紧紧的卡住滚珠,使其间的间
隙减小为零,在风扇工作中,滚珠就不会有跳动,从而使磨损降至最小,保证风扇畅通且长久高速运转。

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