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热设计参考

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(仅供参考)城市热力管网设计规范

(仅供参考)城市热力管网设计规范

影剧院
大礼堂 体育馆
95-115 115-165
注：热指标中包括约 5%的管网损失在内。
二、通风、空调冬季新风加热热负荷
Qtk = k1Qn 式中： Qtk --通风、空调新风加热热负荷，KW；
（2.1.2-2)
Qn --通风、空调建筑物的采暖热负荷，KW；
k1 -计算建筑物通风、空调新风加热热负荷的系数，可取 0.3-0.5.
在内。
第 2.1.3 条 生产工艺最大热负荷和凝结水回收率应采用工艺系统的设计数据。计算热 力网最大生产工艺热负荷时，应取用经各工业企业核实的最大热负荷之和乘以同时系数之 值。同时系数可取 0.7-0.9。
第 2.1.4 条 没有工业建筑采暖，通风、空调、生活热水及生产工艺热负荷的设计资料
时，对于现有企业应采用生产建筑和生产工艺的实际耗热数据，并考虑今后可能的变化。对 于资料或实际耗热定额计算。
Qnp
=
Qn (tn − t p ) tn − t wn
(2.2.1-1)
式中： Qnp -采暖平均热负荷，KW； Qn -采暖设计热负荷，kw; tn -室内设计温度，℃，可取 18℃； t p -采暖期室外平均温度，℃； twn -采暖室外计算温度，℃。
二、采暖期通风、空调平均热负荷
Qtkp
=
Qtk (tn − t p ) tn − t wtk
三、采暖期生活热水平均热负荷
Qsp
=
0.001163
mv(tr − t1 ) T
(2.1.2-3)
式中： Qsp -采暖期间生活热水平均热负荷，KW； m -－用热水单位数（住宅为人数，公共建筑为每日人次数，床位数等）；
v -－用热水单位每日热水量，L/d,按《建筑给水排水设计规范》GBJ15 选用；

热设计计算

热设计计算

热设计计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：热设计计算是指根据热学原理，通过计算和模拟分析来评估建筑、工业设备和系统的热性能及热工设计参数。

热设计计算在建筑节能、工艺优化和系统设计中具有重要的作用，能够帮助优化设计方案，提高能源利用效率，降低成本，保障设备的正常运行。

一、热设计计算的基本原理热设计计算是通过数学模型和计算方法来模拟和分析整个系统或设备在不同工况下的热量传递和能量转换过程。

基本原理包括热传导、对流、辐射和相变等热传递机制，以及热平衡、能量守恒和热阻的计算方法。

1. 热传导：热设计计算中最基本的热传递机制是热传导，即热量通过固体物体的传递。

通过热传导方程和材料的热导率参数，可以计算出固体材料内部的温度分布和热通量。

2. 对流：对流是指流体与固体表面接触时的热量传递过程。

通过对流换热系数和流体的运动状态，可以计算出流体在表面的传热性能。

3. 辐射：辐射是指物体表面通过辐射传热。

通过斯特藩—玻尔兹曼定律和辐射热传导系数，可以计算出物体之间的辐射传热。

4. 相变：相变是指物质在相界面处产生的热量吸收或释放。

在热设计计算中，需要考虑相变热来评估相变过程对系统性能的影响。

二、热设计计算的应用领域热设计计算在建筑、机械、化工、能源和环境等行业中有着广泛的应用，主要包括以下几个领域：1. 建筑节能：通过热设计计算，可以评估建筑的热传递特性和节能潜力，优化建筑结构和传热设备，提高建筑节能效果。

2. 工艺优化：在化工和制造行业中，通过热设计计算可以评估设备传热效率和系统能量消耗，优化工艺流程和设备配备，提高生产效率和产品质量。

3. 系统设计：在能源和环境系统中，热设计计算可以用于评估系统热平衡和能源转换效率，优化系统结构和参数配置，提高系统性能和环境保护效果。

4. 设备选型：在设备制造和选择过程中，热设计计算可以用于评估设备的热传递性能和工作条件，指导设备参数的选取和系统的组合配置。

三、热设计计算的方法和工具在进行热设计计算时，可以利用各种软件工具和数据模型来进行热力学分析和数值模拟。

手机热设计参考资料

手机热设计参考资料
手机热设计参考
热设计原理
• 传热形式：传导、对流、辐射 • 传热条件：温差
热设计原理
热量的传递有导热，对流换热及辐射换热三种方式。在终端设备散 热过程中，这三种方式都有发生。三种传热方式传递的热量分别由以下 公式计算 Fourier导热公式： Newton对流换热公式：

辐射4次方定律：
其中λ、α 、ε分别为导热系数，对流换热系数及表面的发射率，A是 换热面积。
手机发热源
• 芯片：CPU、RAM、EMMC • 部件：LED、CAM
CDP阶段
• • • • PCB 铺铜与漏铜 屏蔽罩与发热芯片接触 屏蔽罩搭接 均热分析与局部隔热
开发阶段
• 石墨均热 • 铜箔导热 • 空隙隔热
后期辅助
• 导热硅胶 • 屏蔽罩开孔 • 电池盖贴铜箔/石墨片

热设计知识

热设计知识

热设计林小平热设计目录1 传热学基础 (1)1.1热传导 (1)1.2 热对流 (1)1.3 热辐射 (1)1.4增强散热的方式 (2)1.5 基本概念 (3)2 流体力学基础 (5)2.1 控制方程 (5)2.2准则参数 (6)3 散热方式 (7)3.1 自然冷却 (7)3.2 强迫空气冷却 (7)3.3 液体冷却方案 (7)3.4 冷板冷却 (8)3.5 热管 (8)3.6 热电冷却 (8)3.7 蒸发冷却 (8)3.8 相变冷却 (9)3.9 冷却方式选择 (9)4 热设计要点 (11)4.1 热设计的基本步骤和流程图 (11)4.2 热设计应考虑的问题 (12)4.3 热设计基本要求 (13)4.4 热设计基本原则 (13)5 常见热设计 (14)5.1 风冷设计 (14)5.2 液体冷却系统的设计 (17)5.3 冷板设计 (17)5.4 热管 (19)6 热仿真 (21)6.1 仿真模拟的求解过程 (21)6.2 软件结构 (22)6.3 边界条件 (23)7 热测试 (25)7.1 热测试概述 (25)7.2 热负载测试过程 (26)7.3热测试时的注意事项 (27)1.传热学基础热量传递的三种基本方式：导热、对流、辐射。

1.1热传导导热是在同一种介质中由于存在温度梯度所产生的传热现象。

式中：Φ—热流量，W；λ—比例系数，热导率或导热系数，W/（m·K）；A —传导换热面积，m2；Δt —导热温差，℃或K；δ—厚度，m。

要想获得较为准确的热分析，首先得获得准确的材料的导热系数。

1.2 热对流热对流是指在流体中不同温度的东西之间有相对的位移产生时所引起的热量传递的过程。

自然对流是指因为流体存在密度的差异而导致的各物质间产生相对的运动；而强迫对流是因为机器（泵或风机）相对运动的影响或其他压力差所产生的。

Φc = h c ⋅A⋅∆t式中：Φc—热流量，W；hc —比例系数，称为对流传热系数,W/（m2·K）；A —换热面积,m2；Δt —流体与壁面的温差，℃或K；用于指代对流传热性能好坏的是对流传热系数。

热设计基础

热设计基础
6
热传递的三种方式
（1）自然对流的传热系数 空气自然对流时的传热系数用下图的公式求解。 这里出现两个新词，分别为“姿势系数”和“代表长度”。这些是根据面的形状
及设 置方向定义的。下图分别显示了垂直和水平设置平板时的情况，其他面形状及设 置方向也各有姿势系数及代表长度。
我们在做温度上升实验时，机器的放置状态和最终的实验结果是有关系的！
→ 流速提高至2倍，传热系数也只提高至1.4倍 ②如果冷却面积相同，流动的距离越长，传热系数越低
→ 在冷却面上流动的空气吸热后，会在温度上升的同时继续流动，因此冷却能 力会越来越弱
总之，冷却热的物体时，与使用强风使其冷却的方法相比，横向扩大散热面， 使整体通风的方法更有效。
8
热传递的三种方式
3.热辐射
此处公开的公式是一个近似式，用于计算设置在空气中的物体向周围的空气进行辐 射时传递的热量。物体和空气的温度差并不是很大时，可利用该公式准确计算出结果。
热传递只有前面提到的3种方式。利用这些公式可计算出“从表面温度为○○℃的
方形箱体表面会向空气中释放多少W的热量”。
至此，总结了“热设计的3条基础知识”。不论是感觉“公式很难”的人，还是
3
热传递的三种方式
热能传递只有3种方式。分别为“传导”、“对流”及“热辐射”。
请注意，传导与对流表面文字好像相似，但绝不相同！ 下面是热的三种传递方式的形象说明：
4
热传递的三种方式
1.传导
传导是指在物体（固体）中传播的热能的传递。 例如：铝和铁的导热性都很出色。这就是传导。 如果用数值表示导热性，树脂为0.2～0.3，铁为49，铝为228，铜为386。这些都是 指该物质的导热率，单位为“W/（m·℃）”。越容易导热的物质，该数值越大。

艾默生热设计规范

艾默生热设计规范

艾默⽣热设计规范共两部分：1. 电⼦设备的⾃然冷却热设计规范2. 电⼦设备的强迫风冷热设计规范电⼦设备的⾃然冷却热设计规范2004/05/01发布2004/05/01实施艾默⽣⽹络能源有限公司修订信息表⽬录⽬录 (3)前⾔ (5)1⽬的 (6)2 适⽤范围 (6)3 关键术语 (6)4引⽤/参考标准或资料 (7)5 规范内容 (7)5.1 遵循的原则 (7)5.2 产品热设计要求 (8)5.2.1产品的热设计指标 (8)5.2.2 元器件的热设计指标 (8)5.3 系统的热设计 (9)5.3.1 常见系统的风道结构 (9)5.3.2 系统通风⾯积的计算 (10)5.3.3 户外设备(机柜)的热设计 (11)5.3.3.1太阳辐射对户外设备(系统)的影响 (11) 5.3.3.2 户外柜的传热计算 (13)5.3.4 系统前门及防尘⽹对系统散热的影响 (15) 5.4 模块级的热设计 (15)5.4.1 模块损耗的计算⽅法 (15)5.4.2 机箱的热设计 (15)5.4.2.1 机箱的选材 (15)5.4.2.2 模块的散热量的计算 (15)5.4.2.3 机箱辐射换热的考虑 (16)5.4.2.4 机箱的表⾯处理 (17)5.5 单板级的热设计 (17)5.5.1 选择功率器件时的热设计原则 (17)5.5.2 元器件布局的热设计原则 (17)5.5.3 元器件的安装 (18)5.5.4 导热介质的选取原则 (19)5.5.5 PCB板的热设计原则 (20)5.5.6 安装PCB板的热设计原则 (22)5.5.7 元器件结温的计算 (22)5.6 散热器的选择与设计 (23)5.6.1散热器需采⽤的⾃然冷却⽅式的判别 (23) 5.6.2 ⾃然冷却散热器的设计要点 (23)5.6.3 ⾃然冷却散热器的辐射换热考虑 (24) 5.6.4 海拔⾼度对散热器的设计要求 (24)5.6.5 散热器散热量计算的经验公式 (25)5.6.6强化⾃然冷却散热效果的措施 (25)6产品的热测试 (25)6.1进⾏产品热测试的⽬的 (25)6.1.1热设计⽅案优化 (26)6.1.2热设计验证 (26)6.2热测试的种类及所⽤的仪器、设备 (26)6.2.1温度测试 (26)7 附录 (27)7.1 元器件的功耗计算⽅法 (27)7.2 散热器的设计计算⽅法 (29)7.3⾃然冷却产品热设计检查模板 (30)前⾔本规范由艾默⽣⽹络能源有限公司研发部发布实施，适⽤于本公司的产品设计开发及相关活动。

2023塔式及槽式光热发电技术分析及设计参考资料

6. 塔式太阳能光热电站镜场设计
研究如何做到布局紧凑、合理，管线连接短捷、整齐。
8
7. 编写光热发电技术方案主要内容
7. 光热发电储热系统设计 光热储热系统的系统组成、储热形式、关键技术、性能参数和技术指标进行设计研究，一方面对熔融盐储 热系统进行分析，主要包括熔融盐泵、熔融盐蒸汽发生器、熔融盐系统伴热等，另一方面对熔融盐储热系 统的相关计算进行研究，确定设计方案。 8. 光热工艺系统集成设计
《太阳能熔盐(硝基型)国家标准》（GB∕T 36376-2018 ）
《太阳能光热发电站调度命名规则》（GB/T 40866-2021）
《太阳能热发电厂储热系统设计规范》（DL∕T 5622-2021）
《光热发电站性能评估技术规范》（GB/T 40614-2021）
《太阳能热发电站储热系统性能评价导则》（GB/T 41308-2022）
《太阳能热发电厂蒸汽发生系统设计规范》（DL/T 5605—2021）
12
9. 世界部分大型光热电站汇总
项目名称 Noor Energy I
Ivanpah Solana Ashalim Cerro Dominador 乌拉特中旗 敦煌 Xina Solar One
项目地 阿联酋
美国 美国 以色列 智利 中国 中国 南非
➢ 为了降低安装难度，提高装配效率，大尺寸集热器必然 朝向部件标准化、轻量化、坚固化来发展。
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6. 熔盐储热
光热发电在发电稳定性优于光伏发电，靠的就是拥有储热系 统。储热系统用的储热介质多为熔盐，常见的光热熔盐品种 有 二 元 盐 （ 40%KNO3+60%NaNO3 ） 、 三 元 盐 （53%KNO3+7%NaNO3+40%NaNO2）和低熔点熔盐产 品等。对于光热发电而言，二元熔盐的应用较为广泛及成熟。 技术优势

热管设计参数参考

2.热管介绍运行原理：当液体与气体转换时,热从蒸发区带到冷凝区.然后,芯结构 的毛细力将把工作液带回蒸发区,继续循环进行.毛細力使液體回流 蒸氣流容器風扇芯結構蒸發蒸氣流冷凝CPU 熱輸入 (加 熱 ) 蒸發區工作液體 隔熱區熱輸出 (冷 卻 ) 冷凝區3.在线质量控制制程制程 寿命测试 温差测试 微漏测试 条件 1,圆管:170 度(℃)*7小时 1,扁管:120 度(℃)*12小时 水温(Tw)-第1点(T1)≦5度(℃) 水温(Tw)=50度(℃) 0.6~-0.7Mpa, 2 hr 频率 100%ΔT100% Testing (100% 100% test)4.可靠度测试项目 条件 1个循环) -50度(℃) 至100度(℃)*斜率 30度(℃)/分→ 保持 100度(℃)*10分 100度(℃) 至 -50度(℃)*斜率-30度(℃)/分→ 保持 -50℃*10分 120℃*144 小时 使用氦气0.6-~0.7Mpa, 2 hr 备注冷热冲击500 次长寿命 微漏测试900 支 35 支4.可靠度：冷热冲击1. 依图表所示,热阻越来越大,平均值由0.01增加到0.05 2. 所有热管通过40瓦特热载测试.T5 T3 T2 T4T1Qload =40W4.可靠度： 可靠度：长寿命1. 经过144小时的长寿命测试后,∆T没有明显变化. 2. 所有热管通过长寿命测试.4.可靠度： 可靠度：微漏测试1. 依图所示,∆T平均值前后没有明显变化. 2. 所有热管通过微漏测试.5.设计指导： 设计指导：弯管半径θR弯管能力总结类型 Φ3 Φ4 Φ5 Φ6 Φ8 Φ10 最小弯管半径 6 8 10 12 20 25 建议弯管半径 9 12 15 90° 18 24 30 120° 最小弯管半径 建议弯管半径5.设计指导 ：一般规格直徑(D) 3.0±0.05mm 4.0±0.05mm標準長度(L) 80～~500±1 mm無效長度(A) ≤3.0mm ≤3.0mm無效長度(B) 8.0mm 8.0mm80～~500±1 mm5.0±0.05mm80～~500±1 mm≤4.0mm8.0mm6.0±0.05mm80～~500±1 mm4∽7.0mm10.0mm8.0±0.05mm80～~500±1 mm4∽7.0mm12.0mm10±0.05mm 1080～~500±1 mm4∽7.0mm15.0mm5.设计指导 ：压扁厚度与宽度对照表Diameter Events Flattening t=8.0mm t=6.0mm t=5.0mm t=4.0mm t=3.5mm t=3.0mm t=2.5mm t=2.0mm 2.0~3.0 mm x x x x x 3.00 mm 3.50 mm 3.70 mm 2.0~4.0 mm x x x 4.00 mm 4.50mm 4.80 mm 5.00 mm 5.30 mm 2.0~5.0 mm 2.5~6.0 mm x x 5.00 mm 5.70mm 6.10 mm 6.40 mm 6.60 mm 6.90 mm x 6.00 mm 6.77mm 7.37 mm 7.65 mm 7.95mm 8.17 mm x 3~8.0 mm 8.00mm 9.45mm 10.00mm 10.60mm 10.85mm 11.20mm 11.40mm x 3 mm 4 mm 5 mm 6mm 8mm5.設計指導：比較角度 ( 6)5.設計指導：比較長度( 6)5.設計指導：比較角度 ( 8)5.設計指導：比較彎管角度 ( 8)5.設計指導：比較半徑 ( 8)5.設計指導：比較厚度( 8)。

电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及进展

电子设备热分析、热设计及热测试技术综述及进展一、本文概述随着电子技术的飞速发展和广泛应用，电子设备热分析、热设计及热测试技术在保障电子设备性能稳定、提升系统可靠性以及延长设备寿命等方面发挥着越来越重要的作用。

本文旨在对电子设备热分析、热设计及热测试技术的当前综述及进展进行全面探讨，以期为相关领域的研究与应用提供有益的参考。

本文将首先概述电子设备热分析、热设计及热测试技术的基本概念、原理及其在电子设备中的重要性。

随后，将详细介绍当前热分析技术的最新进展，包括数值分析、实验测量以及仿真模拟等方面的技术突破和应用实例。

在热设计方面，本文将探讨新型散热结构、材料以及优化算法的研究与应用，以提高电子设备的散热效率和可靠性。

本文将综述热测试技术的发展动态，包括新型测试方法、测试设备以及测试标准的制定与实施。

通过本文的综述，读者可以对电子设备热分析、热设计及热测试技术的现状和发展趋势有更为深入的了解，为相关领域的研究与实践提供有益的启示和借鉴。

二、电子设备热分析技术随着电子设备向高度集成化、小型化和高功率密度方向发展，热分析技术在电子设备设计中的重要性日益凸显。

电子设备热分析技术主要包括稳态热分析和瞬态热分析两大类。

稳态热分析主要关注设备在稳定工作状态下的热量分布和温度场。

通过稳态热分析，可以预测设备在长时间运行过程中的热性能，评估其散热设计的合理性。

常用的稳态热分析方法包括有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）和边界元法（BEM）等。

这些方法可以通过建立设备的热模型，模拟其在稳定工作状态下的热传导、对流和辐射等热传递过程，从而得到设备的温度分布和热流密度等信息。

瞬态热分析则主要关注设备在启动、关机、负荷变化等瞬态过程中的热性能。

瞬态热分析对于评估设备在极端条件下的热稳定性和可靠性具有重要意义。

常用的瞬态热分析方法包括瞬态热网络法、瞬态热有限元法等。

这些方法可以模拟设备在瞬态过程中的热传递和热响应，从而得到设备在不同时间点的温度分布和热流密度等信息。

热设计规范 散热设计 Thermal

密级：企密AA研祥智能科技股份有限公司设计规范SJ-TM-SR-001 A00热设计规范（共 36页）起草：审核：批准：研祥智能科技股份有限公司研发中心发布目次前言 (I)修订履历 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 定义和基本术语 (1)4 产品热设计的基本原则 (2)5 产品的热设计流程 (3)5.1 项目启动阶段 (4)5.2 方案设计阶段 (5)5.3 样机设计阶段 (5)5.4 样机制作、调试和测试阶段 (5)5.5 试产阶段 (5)6 单板产品的热设计 (5)6.1 PCB热特性 (5)6.2 PCB散热 (5)6.3 器件布局原则 (6)7 整机产品的热设计 (8)7.1 冷却方式的选择 (8)7.2 自然冷却计算 (9)7.3 强迫风冷计算 (11)8 导热填充介质的使用 (16)8.1 导热间隙填充材料 (17)8.2 导热双面胶带 (17)8.3 导热相变化材料 (17)8.4 导热膏 (17)8.5 导热凝胶 (17)9 热仿真 (18)9.1热仿真分析过程 (18)9.2建模 (18)9.3 设定边界条件和求解域 (23)9.4 参数的输入 (24)9.5 网格的划分 (24)9.6监控点或监控区域设置 (26)9.7 收敛与后处理 (26)10 机箱壁上通风孔的标准化 (27)10.1 钣金类材料（冲压加工）箱壁上的通风孔形状 (27)10.2 铝合金类材料（铣削加工）箱壁上的通风孔形状 (29)10.3 机箱前面板上的通风孔形状 (31)前言为了有效控制整机系统内电子元器件的工作温度，使整机系统在指定的工况条件下运行时其系统内电子元器件的温度不超过相应的界定规格或规范所规定的最高温度，保证整机系统持续而稳定地工作；为了使EVOC 产品的热设计进一步规范化、标准化，有效控制散热模组的成本，特制订此规范。

本规范由研祥智能科技股份有限公司研发中心整机专业委员会提出并归口管理。

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℃—40℃。 4．2 元器件的温度 热设计的最主要目的是确保电子设备中元器件的工作温度低于其最大的许可温度。 元器件的最大许可温度根据可靠性要求及失效率确定，见 GJB/Z 299。 对于半导体器件和集成电路， 主要是控制结温 tj， 热设计要保证 tj≤ （0.5—0.8） tjmax， 其中 tjmax 是器件的最大许可结温。 一般地，对于 tjmax=150℃的器件，tj 应小于 120℃； 对 于 tjmax=125℃的器件，tj 应小于 95℃。由于结温没有办法测量，通常是测量壳温，再 按器件热阻计算出结温。另外要防止由于器件管脚热阻较小，热量大部分传到 PCB 板， 从而引起 PCB 局部温度过高，进而导致 PCB 烧黄或损害周围其它器件的问题 4．3 系统温升 ①设备的系统温升指设备内部空气的平均温度与环境温度之差，按 10℃—15℃要求； ②电子设备内部散热器的最大温升不应超过 45℃； ③关于进、出风口的温升：对于热功耗分布比较均匀的系统，小于 15℃；对于其它系 统，小于 10℃。另外，对于自然冷却系统，可取上限。 4．4 热设计应留有余量，一般按 10%考虑； 4．5 热设计方案要求至少有两套，并且从效果、可行性、经济性等方面进行论证，最终优 选出一种方案； 4．6 上述各种温度的测量方法和要求见下面 9.3 节。 5． 电子设备热设计的流程 5．1 简短地说，一个完整的热设计过程应包括系统散热方案的确定、详细分析设计、样机 测试等过程，它是一个反复进行，多次验证的一个闭环过程。如下图 1 所示： 5．2 产品的研发过程一般是：项目论证、系统设计、工程研制、试生产、生产。相应地， 热设计工作可以详细地分为下面几个阶段：系统调研、系统设计、详细设计、样机制 作、样机调试和测试、转产及批量生产。为保证研发的周期和产品的可靠性，避免设 计完成后再有较大的更改、反复，对应上述的每一个阶段，系统部、开发部和工艺结 构部要相互配合，以完成相应的热设计工作： 5．2．1 系统调研 在进行系统调研时，应考查设备的使用环境和安装情况、用户对设备噪声的要求、 用户对散热方式的要求及本公司、其它公司同类设备的散热设计与效果等。系统调研 一般由系统部组织进行，如果没有结构人员参加，则项目经理（或项目经理指定的人 员）有责任将上述情况提供给该项目的结构设计工程师。 5．2．2 系统设计 在系统设计阶段，系统部（项目经理或其指定人员）要提供系统的配置情况、系 统的总功耗或各部分的功耗、功耗较大的重点单板（器件）位置。由项目经理和结构 设计工程师一起确定系统的温升、系统的外形尺寸及重点器件和单板的布置。 结构设计工程师根据调研的结果和上述的情况，通过较详细的热计算和热仿真， 提出热设计方案；包括确定系统的冷却方式（自然冷却、强迫风冷或其它） ；确定风 道、选择风机的型号、数量及布置；对导风板、隔热板、通风网板、防尘网的设计提 出要求；对系统中单板及元器件的布置提出要求等。必要时，还需要对重点元件、重 点区域进行热模拟实验。 在结构设计工程师的系统方案中，必须包括上述热设计方案，且在进行系统方案 评审时，要求对热设计方案进行评审。 5．2．3 详细设计
5
7．1．1 温升为 40℃时，各种冷却方法的热流密度和体积功率密度值如下图 2 所示。
(a) 热流密度
图2
（b）体积功率密度（适用于密封单元内部的冷却） 温升为 冷却方法的选择
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7．1．2 冷却方法可以根据热流密度与温升要求，按上图 3 选择，这种方法适用于温升要 求不同的各类设备的冷却。 7．2 自然冷却计算 自然冷却机箱（柜）的散热主要是通过表面辐射散热和空气自然对流换热两种 形式。一般地说，机柜的外表面可看作自然对流的扩展表面，如果热源与机柜有导 热连接，可能导致表面温度升高，对操作人员造成不舒适的工作环境，因此，机柜 表面不得高于周围环境温度（机房）10℃。 7．2．1 机箱（柜）表面辐射散热 辐射散热的大小与表面温度、形状、表面粗糙度、材料、涂层和颜色等因素有 关，即： Q1=εAσ(T14-T24) 其中，Q1---辐射散热量，W ε---散热表面的黑度，见前面表一 2 A---散热表面面积，m -8 2 4 σ---玻尔兹曼常数，5.67X10 W/m .K T1---散热表面温度，K T2---环境温度，K 7．2．2 机箱（柜）表面自然对流散热 对在海平面任意方向尺寸小于 600mm 的机箱（柜） ，表面的自然对流换热可以 用下列简化公式计算： Q2=2.5CA△t1.25/D0.25 其中，Q2---表面自然对流散热量，W C---系数，水平板时，热面朝上为 0.54，朝下为 0.27；竖平板时为 0.59 A---散热面积，m2 △t---换热表面与流体（空气）的温差，℃ D---特征尺寸，对于竖平板或竖圆柱，特征尺寸为高度 H，其它，为（长 +宽）/2，m 7．2．3 机箱的开孔设计 当 Q1+Q2 小于机箱（柜）的总功耗时，必须在机箱（柜）上开通风孔，使冷 空气从机箱（柜）的底部进入，热空气从顶部排出。通风孔的面积为： 1.5 S=(Q-Q1-Q2)/(2.4X10-3·H0.5·△t ) 2 其中，S---进（出）风口面积，cm Q---机箱（柜）总功耗，W H---机箱（柜）的高度，cm △t---机箱（柜）的温升，℃ 小机箱的通风孔面积可从下图 4 查得： 通风孔的布置原则应使进、出风孔尽量远离，进风孔应开在机箱的下端接近底 板处，出风孔应开在机箱侧上端接近顶板处，以形成烟囱效应。
图 1 热设计流程框图
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6． 热设计的基本理论及基本原则 6． 1 热设计的基本理论 热量传递的动力是温差的存在，热量总是从高温区传向低温区，且高温区发出的 热量必定等于低温区吸收的热量。热量的传递过程可分为稳定过程和不稳定过程两类： 凡是物体中各点温度不随时间而变化的热传递过程称为稳定热传递过程；反之则称为 不稳定过程。 热量的传递有三种基本方式：传导、对流换热和辐射换热。它们可以单独出现， 也可能两种或三种形式同时出现。但是对于不同的散热系统，一般只有一种或几种散 热方式起主导作用，其它方式可以忽略。我们在对系统分析时，应根据系统的实际情 况进行合理的选取： （1）对于自然冷却系统，一般需要同时考虑以上三种传热方式； （2）对于强迫对流冷却系统，只需考虑导热和对流； （3）对于室外设备，必须考虑日光辐射因素。 6．1．1 传导 传导指物体直接接触时，通过分子间动能传递进行能量交换的现象。其计算公式 为： Q=KA△t/L 其中，Q---传导散热量，W K---导热系数，W/m.℃ 2 A---导体垂直于传热路径的横截面积，m △t---传热路径两端温差，℃ L---传热路径长度，m 注：常用物质的导热系数：铜：330-380W/m.℃；铝：150-204W/m.℃；铁：73W/m . ℃；空气：0.02-0.03W/m.℃ 6．1．2 对流 对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程。对流仅发生在 流体中，且必然伴随着有导热现象。流体流过某物体表面时所发生的热交换过程，称 为对流换热。由流体冷热各部分的密度不同所引起的对流称为自然对流。若流体的运 动由外力（泵、风机等）引起的，称为强迫对流。其计算公式为： Q=hcA△t 其中，Q---对流散热量，W hc---对流换热系数，W/m2.℃ 2 A---有效换热面积，m △t---换热表面与流体温差，℃ 对流换热介质有气体和液体，其中液体的冷却效果比气体高出一个数量级。 6．1．3 辐射 物体以电磁波形式传递能量的过程。辐射不需要介质，且有能量形式的转换。辐 射散热的计算公式是： Q=εσA(T14-T24) 其中，Q---辐射散热量，W ε---散热表面的黑度 -8 2 σ---斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.67X10 W/m .K4 T1、T2---分别为物体和环境的绝对温度，K
电子设备热设计规范
1．目的及适用范围 本规范明确了电子设备热设计的指标要求和热设计流程，并提供了热设计的基本理 论、热设计的三种方法和要求，即热分析计算、计算机热仿真、热模拟测试及热测试。 本规范适用于深圳市中兴通讯股份有限公司本部事业部在产品研制过程中的热设计工 作。 2． 引用标准 GJB/Z 27-92 中华人民共和国国家军用标准 电子设备可靠性热设计手册 Q/ZX 23.010-1999 电子产品组件可靠性热设计指南 GJB/Z 299B-98 电子设备可靠性预计手册 3． 相关术语的定义 3．1 热流密度 单位面积的热流量，单位：W/m2 3．2 体积功率密度 单位体积的热流量，单位：W/m3 3． 3 热阻 热量在热流路径上遇到的阻力。一般用 R 表示，即：R=Δt/Q，单位：℃/W 3．4 特征尺寸 对流换热准则数中代表热表面的几何尺寸，一般用 D 表示，单位：m 3．5 导热系数 材料传导性能的参数指标。一般用λ表示，单位：W/m·℃ 3．6 对流换热系数 反映了两种介质间对流换热过程的强弱，表明了流体与壁面间温差为 1℃时，在 单位时间内通过单位面积的热量。一般用 hc 表示，单位：W/m2·℃ 3．7 黑度 表明物体的辐射力接近绝对黑体辐射力的程度，一般用ε表示，单位：无 3．8 雷诺数 该数反映了流体流动时的惯性力与粘滞力的大小之比，是说明流体流态的一个 相似准则。一般用 Re 表示，单位：无 3．9 普朗特数 该数是说明流体物理性质对换热影响的相似准则。一般用 Pr 表示，单位：无 3．10 格拉晓夫数 该数反映了流体所受的浮升力与粘滞力的相对大小，是说明自然对流换热强 度的一个相似准则。一般用 Gr 表示，单位：无 4． 电子设备热设计的指标要求 热设计总的要求是通过对电子产品进行热分析、热设计与热测试，以建立起与设备 可靠性要求及分配给每一个元器件的失效率相一致的环境温度控制系统，使电子元器件 周围和电子元器件本身的温度不超过最大的指定范围。 4．1 环境温度 电子设备的环境温度一般包括设备的存储温度和使用温度，主要根据国标（行业标 准）的相关规定，结合设备的使用环境和本公司的要求来确定。下面的数据可供参考： 设备存储温度：-40℃—70℃；设备使用环境温度：室内设备-5℃—45℃；室外设备-35
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在进行详细设计时，开发部电路工程师要满足热设计方案中对单板和元器件布置 提出的要求，且要提供重点元器件（芯片）的资料、功耗；结构设计工程师要具体体 现热设计方案的要求，此外，还要根据具体的元器件（芯片）情况，选择和优化散热 器、确定风扇的安放位置等。 5．2．4 样机制作、调试和测试 这一阶段，主要是由结构设计工程师在开发部和测试部人员的配合下进行热测 试，以对前面的热设计方案进行验证、检验和总结，并根据测试的结果，提交热测试 报告，进一步对热设计作出改进。 5．2．5 产品转产 根据中试部转产测试的情况，如果需要，进行进一步的改进，并最终完成产品的 热设计工作；分析和总结热设计过程中的经验、教训。