热设计参考

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。

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。

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。

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。

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。

散热片设计准则(参考)暖气散热片设计一般准则一、自然对流散热片设计——暖气散热片的设计可就包络体积做初步的设计，然后再就暖气散热片的细部如鳍片及底部尺寸做详细设计1、包络体积2、暖气散热片底部厚度良好的底部厚度设计必须由热源部分厚而向边缘部份变薄，如此可使暖气散热片由热源部份吸收足够的热向周围较薄的部份迅速传递。

底部之厚度关系底部厚度和输入功率的关系3、鳍片形状空气层的厚度约2mm，鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。

但是却会造成鳍片数目减少而减少散热片面积。

A、鳍片间格变狭窄-自然对流发生减低，降低散热效率。

鳍片间格变大-鳍片变少，表面积减少。

B、鳍片角度鳍片角度约三度。

鳍片形状鳍片形状参考值C、鳍片厚度当鳍片的形状固定，厚度及高度的平衡变得很重要，特别是鳍片厚度薄高的情况，会造成前端传热的困难，使得暖气散热片即使体积增加也无法增加效率鳍片变薄-鳍片传热到顶端能力变弱鳍片变厚-鳍片数目减少（表面积减少）鳍片增高-鳍片传到顶端能力变弱（体积效率变弱）鳍片变短-表面积减少4、暖气散热片表面处理暖气散热片表面做耐酸铝（Alumite）或阳极处理可以增加辐射性能而增加散热片的散热效能，一般而言，和颜色是白色或黑色关系不大。

表面突起的处理可增加散热面积，但是在自然对流的场合，反而可能造成空气层的阻碍，降低效率。

二、强制对流暖气散热片设计——增加热传导系数(1) 增加空气流速这个是很直接的方法，可以配合风速高的风扇来达成目的，(2) 平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短的部分，这样虽然会减少散热片面，但是却增加了热传导系数，同时也会增加压。

当风向为不定方向时，此种设计较为适当。

（如摩托车上的散热片）暖气散热片横切(3) 针状鳍片设计针状鳍片散热片具有较轻及体积较小的优点，同时也有较高的体积效率，更重要的是具有等方向性，因此适合强制对流暖气散热片，如图九所示。

鳍片的外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形，矩形散热片是由铝挤型横切而成，圆形则可由锻造或铸造成型，椭圆形或液滴形的散热片热传系数较高，但成型比较不易。

2.1 “热力环流”教学设计【设计理念】在这节课我主要设计了以下活动：1.用《军港之夜》这首歌的视频引入，通过问题，激起学生学习热力环流的兴趣。

2．通过二个探究，做孔明灯实验及观看地理小实验的视频，让学生直观、真实的理解热力环流的成因以及气流运动特点。

为学生能顺利画环流图埋下伏笔。

3．观看flash动画演示，解决热力环流过程中气压分布与气流分布之间的关系。

理解等压面的概念。

4．三个案例：城市热岛效应、山谷风、海陆风让学生自己拓展探究。

这部分内容教科书上没有提到，考虑到新课程对学生的教育目的，加入了实际生活中典型的三个热力环流案例，目的为使学生更加理解热力环流的原理，使理论联系实际。

激发学生探究自然奥秘，认识社会生活环境的能力，达到学习身边的地理，有用的地理的课程标准。

5.播放视频：《奔跑》版的《热力环流》，回顾并加深这节课的重点内容。

【教学目标】知识目标：（1）、能说出气压，等压面的定义，会判断气压的高低。

（2）、知道由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，这是大气运动中的最简单的形式。

（3）、能归纳等压面的凹凸与气压高低的对应规律。

（4）、理解热力环流的原理，能解释实际生活中的热力环流能力目标：（1）、通过画热力环流模式图，培养学生的绘图、析图能力。

（2）、会做热力环流的简单实验。

（3）、通过理解热力环流原理，培养学生的空间思维能力。

情感态度与价值观目标：（1）、提高学生理论联系实际的能力。

（2）、通过分析、理解、观察热力环流和局地环流，培养学生探索自然、热爱科学的精神。

【学情分析】课前学生已有必备的相关知识技能基础，如大气压强与海拔高度的关系：气压随海拔的升高而降低；物体的热胀冷缩性质；太阳辐射的纬度分布不均等。

但由于高中阶段刚开始学习立体几何，空间概念建立不牢固，不清晰，所以本节课的学习对于学生有一定难度。

【教学重点】热力环流的形成过程及应用【教学难点】等压面的凹凸变化规律，热力环流的形成过程。

目录1 概述 (1)1.1 热设计的目的 (1)1.2 热设计的基本问题 (1)1.3 热设计应遵循的原则 (1)2 热设计的基本知识 (3)2.1 基本概念 (3)2.2 热量传递的基本方式极其基本方程式 (5)2.3 增强散热的方式 (6)3 自然对流散热 (7)3.1 自然对流热设计应考虑的问题 (7)3.2 自然对流换热系数的计算 (9)4 强迫对流散热——风扇冷却 (11)4.1 风道的设计 (11)4.2 抽风与鼓风的区别 (16)4.3 风扇选型设计 (17)4.4 机柜/箱强迫风冷热设计 (22)5 单板元器件安全性热分析................................................24 字串2 5.1 元器件温升校核计算 .. (24)5.2 元器件的传热分析 (27)5.3 散热器选型参数的确定 (27)5.4 散热器选用与安装的原则 (29)6 通信产品热设计步骤 (30)7 附录 (32)7.1 热仿真软件介绍 (32)7.2 参考文献 (32)第一章概述第一章概述1.1 热设计的目的采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。

1.2 热设计的基本问题1.2.1 耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度；1.2.2 热量以导热、对流及辐射传递出去，每种形式传递的热量与其热阻成反比；1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数；1.2.4 所有的冷却系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条件，同时满足可靠性要求；1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行权衡分析，折衷解决；1.2.6 热设计中允许有较大的误差；1.2.7 热设计应考虑的因素：包括结构与尺寸功耗产品的经济性与所要求的元器件的失效率相应的温度极限电路布局工作环境1.3 遵循的原则1.3.1热设计应与电气设计、结构设计同时进行，使热设计、结构设计、电气设计相互兼顾;1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准;1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求，以保证设备内的元器件均能在设定的热环境中长期正常工作。

电子产品有效的功率输出要比电路工作所需输入的功率小得多。

多余的功率大部分转化为热而耗散。

当前电子产品大多追求缩小尺寸、增加元器件密度，这种情况导致了热量的集中，因此需要采用合理的热设计手段，进行有效的散热，以便产品在规定的温度极限内工作。

热设计技术就是指利用热的传递条件，通过冷却措施控制电子产品内部所有元器件的温度，使其在产品所在的工作条件下，以不超过规定的最高温度稳定工作的设计技术。

一、电子产品热设计的目的电子产品在工作时会产生不同程度的热能，尤其是一些功耗较大的元器件，如变压器、大功率晶体管、电力电子器件、大规模集成电路、功率损耗大的电阻等，实际上它们是一个热源，会使产品的温度升高。

在温度发生变化时，几乎所有的材料都会出现膨胀或收缩现象，这种膨胀或收缩会引起零件间的配合、密封及内部的应力问题。

温度不均引起的局部应力集中是有害的，金属结构在加热或冷却循环作用下会产生应力，从而导致金属因疲劳而毁坏。

另外，对于电子产品而言，元器件都有一定的工作温度范围，如果超过其温度极限，会引起电子产品工作状态的改变，缩短使用寿命，甚至损坏，导致电子产品不能稳定、可靠地工作。

电子产品热设计的主要目的就是通过合理的散热设计，降低产品的工作温度，控制电子产品内部所有元器件的温度，使其在所处的工作环境温度下，以不超过规定的最高允许温度正常工作，避免高温导致故障，从而提高产品的可靠性。

二、电子产品散热系统简介热传递的三种基本方式是传导、对流和辐射，对应的散热方式为：传导散热、对流散热和辐射散热。

典型的散热系统介绍如下：（1）自然冷却系统自然冷却系统是指电子产品所产生的热量通过传导、对流、辐射三种方式自然地散发到周围的空气中（环境温度略微升高），再通过空调等其他设备降低环境温度，达到散热的目的。

此类散热系统的设计原则是：尽可能减少传递热阻，增加产品中的对流风道和换热面积，增大产品外表的辐射面积。

自然冷却是最简单、最经济的冷却方法"旦散热量不大，一般用于热流密度不大的产品中。