当前位置：文档之家 › 行波管强迫风冷散热设计

行波管强迫风冷散热设计

  • 格式：pdf
  • 大小：226.17 KB
  • 文档页数：3

为 了保证行波管 能够 正常稳定地丁作 ， 行波管 的散热
能力 成 为设 计 工作 者 一 个 必须 考 虑 的 问题 。
行波 管的散热 主要分 为管 内散 热和管 外散热 两
个 部 分 ， 内 散 热 涉 及 行 波 管 内部 结 构 设 计 、 部 分 管 各
设 计的散 热器 的散热 能 力不 同 ， 一定 程 度上 限制 在 了该行波 管的普 遍应 用 ， 行 波管 的长 期 使用 的可 对
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｏ ｃ ｄ ａ ｒ ｃ ｏｌ ａ ｉ ｔ ｒ ｏ ｉ ｈ ｐ ｓｒ ｃ ： ｅ ｆ ｒ ｅ ｉ ｏ ｉ ｒ ｄ ａ ｏ ｆ ３ ｈ ｇ ｏｗｅ ｌ ａ ｐ ｓ ｎｇ ｒ ｈｅｉ ｌ ｕｌｅ ＴＷ Ｔ ａ ｅ ｎ ｓｍ ｕ ａ ｅ ｎｄ ｃ ｈ ｓ ｂ ｅ ｉ ｌｔｄ ａ ｃ ｌｕｌｔ ｄ ｕｓｎ ｏ ｔ ｒ ａ ｃ ａ ｅ ｉ ｇ ｓ ｆ ｗａ ｅ ＦＬＥＮＴ．Ｔｗｏ ｃ ｓ ｓ ｈ ｖ ｅ ｅ ｉ ｎｅ ｎ ｎ ｌ ｚ ｄ，ｉ ｄｉａ ｉ ｇ ｔ ａ ｔ ａ ａ ｅ ａ ｅ ｂｅ ｎ ｄ ｓｇ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｃ ｔｎ ｈ ｔｗｉｈ ｓ ｍｅ ｂｏ ｄ ｒ ｏ ｉｉ ｎｓ ｔ ｅ ｆｉ ｉｎ ｙ ｆ ｆ ｒ ｅ ａ ｒ ｃ ｏ ｉ ｇ ａ ｅ ｉ ｕ ｈ ｕｎ ａ ｙ ｃ ｎｄ ｔｏ ， ｈ ｅ ｆｃｅ ｃ ｏ ｏ ｃ ｄ ｉ ｏ ｌｎ ｃ ｓ ｓ ｍ ｃ ｈｉ ｅ ｔ ａ ｃ ｎ ｃ ｉ ｎａ ｏ ｌｎ ｇｈ ｒ ｈ ｎ ｏ ｄｕ ｔｏ ｌｃ ｏ ｉ ｇ
摘 要 ： 文 利 用 流体 仿 真 软 件 Ｆｕｎ 对 一 高 功率 螺 旋 线 脉 冲 行 波 管 进 行 散 热 器 模 拟 计 算 ， 过 分 析 比较 两 种 散 热 方 案 ， 本 ｌｅ ｔ 通 表 明在 相 同 散 热条 件 下 ， 迫 风 冷 的 散热 能力 明显 优 于 传 导 冷 却 的 方 案 ； 此 在 条 件 许 可 时 尽 可 能 使 用 强 迫 风 冷 设 计 ， 于 强 因 利

行波管 的散热能力对其 工作 的稳 定性至关重要 ， 并且制约着行波管平均功率 的提 高。行波管散热能力 不 能满 足其工 作条件要求时 ， 在大工作 比或 者连续 波
工 作 时 ， 出功 率 明显 降低 ， 至 无 法 正 常 丁 作 。因 此 输 甚
４ ０Ｗ ， ０ 具有 功 率 大 、 频带 宽 的 特点 ， 电 性能 可 以 其
于用户 的选用 和产 品的推广具 有一定 的意义 。
辐射等 ） 设计合 理 的散 热结 构 ， 可 能增 加热 交 换 ， 尽
效 率 ， 允 许 的条 件 下 最 大 限 度 地 将 热 量 导 出 ， 持 在 维 行 波 管 内部 的 热 稳 定 ， 证 行 波 管 能 够 正 常 工 作 。 保
ＬＩＹ ａ ｏ， ＺＨ Ｏ Ｕ ｉ ｇ ｇ ｎ， ＹＡ Ｎ Ｇ ｉ ｇ— ｕａ Ｍ ｎ —ａ Ｍ ｎ ｈ （ ｉｉｇ Ｖａ ｕ ｍ ｅｔｏ ｉｓＲｅｅ ｒｈ Ｉ ｓｉｕｅ ｅｊｎ ０ ０ ５ Ｂｅｊｎ ｃ ｕ Ｅｌｃｒｎ ｃ ｓａ ｃ ｎ ｔｔｔ ，Ｂ ｉｉｇ １ ０ １ ，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
提 高 行 波 管工 作 可 靠 性 。 关 键 词 ：行 波管 ； 强迫 风 冷 ； 热 器 ； 固耦 合 散 流 中 图分 类 号 ： Ｎ１ ４ Ｔ ２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ２ ９ ５ ２ １ ） ４ Ｏ ４ ０ ｌ ０ —８ ３ （ ０ ０ Ｏ —０ ７ — ３
靠性也 具有一 定影 响 。
零件 材料 的选 择 、 工艺 制造技术 等 ； 管外 散热 主要考
虑 在 规 定 的散 热 条 件 下 （ 冷 、 迫 风 冷 、 导 冷 却 、 液 强 传
鉴 于 上述 因 素 ， 如果行 波 管制 造方 提 供具 有较 强通用 性的散热 器 或强 迫 风 冷 的行 波管 产 品 ， 对 则
同时满足 该波段 内 大部 分 常见 雷 达 的使 用要 求 ， 具
有 较 强 的适 用 性 。 由于 该 行 波 管 为 传 导 冷 却 结 构 形
式 ， 户应用 时需要 根 据其 不 同环境 情 况设 计 相应 用 的散热器 ， 于一些较 为苛刻 的应用 环境而 言 ， 对 设计
满 足 要 求 的散 热 器 具 有 一 定 的 困 难 ， 且 不 同 用 户 而
本文 仅讨 论 行波 管 的外部 风 冷散 热 问题 ， 利用
Ａｎ ｙ ｓｓ公 司 的 流 体 软 件 Ｆ ｕ ｎ 进 行 流 体 散 热 仿 真 ， ｌｅ ｔ 探 讨 如 何 合 理 的 设 计 管 外 散 热 器 ， 行 波 管 在 恶 劣 为 的工作 环境下稳 定工作 提供一定 的理论 依据 。
ｃ ｓ ． Ｓ ｈ ｏ ｃ ｄ ａｒ ｃ ｏｌ ａ ｅ ｉ ｉ ｒ ｃ ｏｓ ｎ ｗ ｉｈ ｅ ｉｏ ｍ ｅ ｏｎ ｔｏ ｅ ｍ ｉ． ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｉ ｏ ｉ ｃ ｓ ｓｐｒｏ ｈ ｅ ｔ ｎｖ ｒ ｎ ｎｇ ｎｔｃ ｄｉｉ ｎ ｐ ｒ ｔ Ｋ ｅ ｒ ｓ ＴＷ Ｔ ，Ｆｏｒ ｅ ｉ ｏ ｌｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｄ ａ ｒｃ ｏ ｉ ｇ，Ｒ ａ ａ ｏ ，Ｆｌ ｄ ｓ ｉ ｎｔ ｒ ｃ ｉ ｎ ｄｉｔ ｒ ｕｉ— ｏｌ ｉ ｅ ａ ｔｏ ｄ
・
工 艺 与 应 用
・
行 波 管 强 迫 风 冷 散 热 设 计
李 瑶 ， 明 干 ， 明 华 周 杨
（ 京 真 空 电子 技术 研 究 所 ， 京 北 北 １０１） ０ ０ ５
Ｔｈｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｓｇ ｆ ＴＷ Ｔｓ Ｆｏ ｃ ｄ Ａｉ ｏ ｉ ｇ ｒ ｅ ｒ Ｃｏ ｌｎ

合集下载

icepak应用分析-强迫风冷散热器

icepak应用分析-强迫风冷散热器

icepak应⽤分析-强迫风冷散热器应⽤icepak分析强迫风冷散热器1 引⾔本⽂所叙述的风冷散热器，总功率为500W，设计进风温度为50℃，要求冷板最⾼点温度≤85℃，由于条件较苛刻，因此对散热器设计提出了较⾼的要求。

我们⾸先⽤⼀般数学计算⽅法（借助计算机）对散热器进⾏计算，得到较佳的散热器参数（散热齿⾼度、厚度、间距）及需要的风量，初选风机；然后⽤专业热分析软件icepak建⽴模型、进⾏仿真分析；最后⽤了散热器优化软件Qfin对散热器进⾏了优化，再根据优化结果，确定散热器参数。

本⽂叙述了对散热器进⾏分析、优化的过程和结果，通过这些软件的综合应⽤、相互映证，可以提⾼计算精度、优化结构参数，使散热器满⾜设计要求，并尽量达到最佳的散热效果，提⾼设备可靠性。

2 组成与结构散热器的组成与结构如图1所⽰。

图1 散热器结构该散热装置主要由以下部分组成：发热器件两个，散热器，风机两个，通风风道。

处于散热器上⾯的为发热器件1，总功率为400W，主要集中在前⾯，即前⾯部分360W，其余部分40W；处于散热器下⾯的为发热器件2，功率100W，均匀分布。

3 确定散热器基本参数根据已知条件、借助经验设定散热器尺⼨参数、风机风量，通过公式对散热器性能进⾏计算，可得到散热器基板平均温度，然后根据计算结果调整尺⼨参数及风量，再计算，通过反复⼏次计算就可以得到⼀组满⾜散热条件、且散热性能较好的散热器参数，并选定风机。

4 icepak计算模型根据散热器结构及初步计算、分析得出的散热器参数，建⽴icepak计算模型如图2所⽰。

openingFan1Fan2图2 icepak计算模型计算模型包括以下部分：a.热源(sources)：发热器件1简化成两个热源，⼀个为360W（source 1），尺⼨60mm×120mm，另⼀个为40W（source 2），尺⼨60mm×180mm,此两个热源紧贴在⼀个块(block 1)上，block 1紧贴在散热器的散热齿顶⾯；发热器件2简化成⼀个热源（source 3），功率100W，尺⼨150mm×330mm，紧贴散热器基板上。

电子组装工艺和设备第七节电子设备的强迫风冷2012-文档资料

电子组装工艺和设备第七节电子设备的强迫风冷2012-文档资料


整机的鼓风冷却 • 整机鼓风的特点是风压大、风量 比较集中。通常用在单元内热量 分布不均匀，风阻较大、元件较 多的情况下。 • 整机的鼓风冷却也可以分为有风 管道和无风管道两种。
• 有风管的鼓风冷却 右图所示为有 风管道形式，这样 便于控制各单元的 风量。
• 无风道的鼓风冷却 无风管适用于 在底层内具有风阻 较大的元件、中上 层无热敏元件的情 况。
• 对一些大机箱尽可能采用直的锥形风道。
通风机选择及应用
通风机的分类 轴流式通风机 空气进出口的流动方向与轴线平行， 其特点是风量大，风压小。根据结构型 式它又可分为： 螺旋桨式 圆筒式 导叶式
• 圆筒式 如图所示，其特点是在螺旋桨形叶 轮的外面围有圆筒，其叶尖漏损小，效 率比螺旋桨式风扇要高。
通风管道设计原则
• 通风管道应尽量短 • 尽量用直管。避免采用急剧弯曲的管道，减少 阻力损失，最好在风速较小的地方弯曲。 • 风道的截面尺寸最好和风机的出口一致，以免 因变换截面而增加阻力损失。 避免骤然扩展或 骤然收缩。 • 应采用光滑材料做通风道，以减小摩擦损失。 • 合理设计进风口的结构。一方面尽量使其对气 流的阻力最小，另一方面要达到滤尘作用。
离心式通风机Leabharlann 由螺壳、转动的叶轮 及外部的驱动电机等三个 主要部件组成，如图所示。 空气从轴向进入，然后转 90°，在叶轮内作径 向流动，并在叶轮外周压出，再经螺壳由出风口排 出。叶轮由很多叶片组成，其风压由离心力产生。 这类通风机的特点是 风压高、风量小 ，一般 用在阻力较大的发热元器件或电子机柜的通风冷却。
通风机的串、并联 • 通风机的串联使用 当通风机的风量能 满足需要，但风压小于 风道的阻力时，可采用 通风机串联，以提高其 工作压力。通风机串联 时，风量基本上等于每 台风机的风量，风压相 当于各台风机压力之和， 如图所示。
一种应用于实际工程的强迫风冷散热设计方法探析

一种应用于实际工程的强迫风冷散热设计方法探析

构， 确 定 系统 阻 力 特征 曲线 和 风 机 的 工 作 风 量 ； （ ５ ）对 散 热 器 进 行校 核 计 算 。根据 以 上 ５个 步 骤 ， 若 最 终 确 定 散 热 器 的 散 热 量 小 于元 器 件 产 生 的热 量 ， 则 还 要 调 整 散 热 器 的结 构 参 数 ， 重 新 选
２只 ４ ５ ０ Ａ的 Ｉ ＧＢ Ｔ 串联 ， 经过计 算发 热量
是 ２ ０ ０ ０ Ｗ。
２ ． １ 散 热器 的选 择
一
７ ０ ０
散 热 器 的 结 构 设 计 需 要 综 合 考 虑 电子
设备 的结 构要 求 、 成本 、 风压、 散 热效率 、 加 工工艺等条件 ， 并结合后 续的多次 反复计算
图 １ 散 热 器 截 面 图
１ 强 迫 风 冷 散 热 设 计 的 基 本 方 法
具 有 散 热 器 的强 迫 风 冷散 热 设 计 比 较 复 杂 ， 由于 管 壳 温 度 、
ｑ —Ｑ ／ （ ｐ Ｃ ｐ △ Ｔ）
式中 ， ｑ为 冷 却 空 气 流 量 （ ｍ３ ／ ｓ ） ； Ｑ为设 备发 热量 （ ｗ） ； Ｐ为 空 气密度（ ｋ ｇ ／ ｍ３ ） ； Ｃ ｐ为定 压 比 热 容 Ｌ Ｊ ／ （ ｋ ｇ・ ℃） ］ ； △Ｔ为 空 气 的 温升 （ 一般为 １ ０ ４１ ５℃ 。 ） 该设 备 总 发 热 量 Ｑ 一 ２ ０ ０ ０ Ｗ， 定压 比 热 容 Ｃ 取 １ ０ ０ ５ Ｊ ／ （ ｋ ｇ・ ℃） ， 空气 密度 ｐ 取 １ ． １ １ ｋ ｇ ／ ｍ３ ， 空气温 升 △ Ｔ 取
＼ １ ＼
＼
、
假设所选散 热器设计合理 ， 可将 全部发
热量传递 到散 热空 间 。所 选风 机 能将 热量
强制风冷散热系统优化策略

强制风冷散热系统优化策略

强制风冷散热系统优化策略强制风冷散热系统优化策略强制风冷散热系统在许多领域中都被广泛应用，如电子设备、汽车工业和工业制造等。

为了确保系统的高效运行，我们可以采取以下的优化策略。

第一步：评估散热需求在优化系统之前，我们需要先评估系统的散热需求。

这可以通过分析设备的功耗、工作环境的温度和湿度等因素来确定。

了解散热需求对于选择合适的风冷散热系统和优化操作至关重要。

第二步：选择合适的风扇和散热片根据散热需求，选择合适的风扇和散热片是关键。

风扇应具有适当的风量和风压，以确保足够的空气流动并有效地排除热量。

散热片应具有足够的散热面积和良好的导热性能，以便将热量迅速传递到空气中。

第三步：优化风道设计风道的设计对于风冷散热系统的效率至关重要。

优化风道的设计可以确保空气流动的畅通无阻，从而提高散热效果。

合理的风道设计可以减少气流的阻力，提高风扇的效率，并将热量有效地带走。

第四步：管理风扇转速根据实际需求，合理管理风扇的转速可以提高系统的节能性能。

在低负荷或低温度的情况下，适当降低风扇的转速可以减少能源消耗和噪音产生。

同时，在高负荷或高温度的情况下，提高风扇的转速可以增强散热效果。

第五步：增加辅助散热措施在某些情况下，可能需要采取额外的辅助散热措施来提高系统的散热效果。

例如，可以使用散热管来增加散热面积和导热效率；也可以使用热管或热风扇来提供更强大的散热能力。

根据实际需求，选择合适的辅助散热措施可以进一步提高系统的散热性能。

第六步：定期维护和清洁定期维护和清洁风冷散热系统对于保持其正常运行至关重要。

随着时间的推移，风扇和散热片可能会积累灰尘和污垢，导致散热效果下降。

定期清洁风扇和散热片，确保其表面光滑，可以提高系统的散热效率并延长其使用寿命。

总结起来，优化强制风冷散热系统的策略包括评估散热需求、选择合适的风扇和散热片、优化风道设计、管理风扇转速、增加辅助散热措施以及定期维护和清洁。

通过合理采取这些措施，可以提高系统的散热效率，确保设备的正常运行。