电子第三讲-肋片散热器1-2011

两种形式散热器的比较
最近对针式散热器比较感兴趣，因此做了一下对比分析。

主要是跟最常见的肋片式散热器做一下对比。

随手用CREO拉了3个散热器以及流道，正好把散热器包裹：
基板尺寸均为50mm*50mm*4mm，鳍片高度均为21mm。

1、肋片式散热器鳍片间距a、齿厚b，换热面积为c；
2、pin_fin式散热器一圆柱间距为a、直径b，换热面积为d；
3、pin_fin式散热器二圆柱间距为e、直径f；换热面积为c;
采用从上往下吹风的方式，在基板后面设置500W热源。

以下为仿真结果：
从仿真结果可以看出：
pin_fin式散热器圆柱达到一定高度，温度不再变化，因此与肋片式相比，高度可以做低一些，达到减小产品体积的目的。

读取压损以及热阻数值：
1、肋片式散热器与Pin_fin式散热器一（结构同规格），热阻几乎一致（pin_fin式散热器虽然紊流度增加，但翅片换热面积减少），pin_fin式散热器流阻更小，达到35.3%；
2、肋片式散热器与Pin_fin式散热器二（换热面积相同），pin_fin 式散热器热阻降低了24.6%，流阻增大了17.7%。

综上所述：
针式散热器跟肋片式散热器比起来，性能还是有优势的。

从成本角度来考虑：针式散热器几乎只能用冷锻的方式来加工，成本较高，比型材散热器至少要贵50%，从性能及成本综合来看，好像性价比不是那么高。

但是针式散热器还有一个优点，就是体积可以做小，因此用到附加值高且空间受限制的产品中，还是比较合适的。

各位有什么想法欢迎在留言区留言。

简述散热器结构
散热器是一种用于散热的装置，通常用于电子设备、计算机、汽车等领域，以散发内部产生的热量，维持设备的正常运行温度。

它的主要结构包括以下几个部分：
1. 散热片：散热片是散热器的核心部分，通常由铝合金、铜合金或其他导热材料制成。

散热片的设计目的是增加散热表面积，通过将热量从热源传导到散热片上，然后通过散热片的表面积将热量散发到周围环境中。

2. 热管/热板：一些散热器可能采用热管或热板来提高散热效率。

热管是一种内部充满工作流体的导热元件，可以快速传递热量。

热板则是一种平板状的导热元件，常用于直接接触热源以提高热传递效率。

3. 风扇：为了增强散热器的散热效果，很多散热器会配备风扇。

风扇通过产生气流，将散热片上的热量带走，加速热量的散发。

风扇的转速和风量会影响散热效果。

4. 散热鳍片：散热鳍片是安装在散热片上的薄片，其目的是增加散热片的表面积，进一步提高散热效率。

散热鳍片通常呈薄片状，以最大化空气与散热片的接触面积。

5. 基座/安装支架：基座或安装支架用于将散热器固定在热源上，确保良好的接触和热传导。

基座的设计可能因不同的应用而有所差异，以适应各种热源的形状和尺寸。

6. 风扇电机：如果散热器配备了风扇，那么它还包括一个风扇电机，用于驱动风扇旋转。

风扇电机通常由轴承、转子和定子组成。

7. 电缆和接口：一些散热器可能需要连接电源或与主板进行通信，因此会配备电缆和相应的接口。

总之，散热器的结构是为了有效地将热源产生的热量传递到周围环境中，以维持设备的正常工作温度。

不同类型的散热器可能会有一些差异，但基本结构和功能是相似的。

通过肋壁的导热返回到上一层重点内容：肋片的导热现象的分析计算方法及其强化传热的机理。

所谓肋(fin)，亦称为延伸表面或者扩展表面(extended surface)，工程上也经常称为翅片，是指那些从某个基面上伸展出来的固体表面，它们的导热和传热规律是工程上非常重要的一类问题。

其主要的特点是在热流量沿着肋的高度方向传导的同时，扩展表面向周围的流体及环境以对流或者对流加辐射的方式散发(或吸收)热量。

扩展表面最重要的工程应用是强化传热过程。

肋片可以直接铸造、轧制或切削制作，也可以缠绕金属薄片并加工而制成。

肋片有直肋和环肋两种，各自又可分为等截面和变截面的。

一、等截面直肋的导热矩形直肋，高为l，宽为L，厚为δ，截面积为A，周长为U，已知λ为常数（常物性），周围流体温度为t f，h处处相等，而且壁面表面温度即肋基温度为t0。

1、数学模型可以通过两条不同途径建立该问题的数学模型：(1)把肋表面散热视为虚拟的负内热源，利用一维常物性有内热源的导热微分方程式写出此问题的数学描述。

需要注意的是，必须把该虚拟内热源折算成单位体积的热功率。

(2)从基本的能量平衡出发推导它的导热微分方程式。

其能量平衡方程在稳态下可以表达为：净导入微元体的热流量＝微元体散失于环境中的对流换热量导热微分方程式：，边界条件：，引入过余温度，表征肋片导热性能、换热性能及几何结构之间的相对关系。

最终数学模型为：，２结论⑴温度分布：，肋端：可以看出，过余温度沿肋高方向减小，且其速度也在减小。

⑵热流量：其中：３分析⑴上述理论解，可以应用于大量的实际等截面直肋（不仅仅是矩形直肋）；⑵在必须考虑肋端散热的少数情况，可用假想肋高l c＝l＋δ/2代替实际肋高；⑶若肋片厚而短时，温度场是二维的，上述结果不再适用。

二、肋片效率1、肋片效率定义肋片效率定义为，肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下的最大可能的散热量之比，记为工程上，经济的肋片效率大约在=0.64-0.76之间。

郑州大学传热学习题集苏小江2014/6/1内容：书中例题和课后习题绪论[例0-1] 某住宅砖墙壁厚为2401=δmm ，其导热系数为6.01=λW/(m 2·K)，墙壁内、外两侧的表面传热系数分别为：)/(5.721K m W h ⋅= ，)/(1022K m W h ⋅=，冬季内外两侧空气的温度分别为：C t f 201=，C t f52-=，试计算墙壁的各项热阻，传热系数以及热流密度。

[例0-2] 一冷库外墙的内壁面温度为C t w 12-=，库内冷冻物及空气温度均为C t f 18-=。

已知壁的表面传热系数为)/(52K m W h ⋅=，壁与物体间的系统辐射系数)/(1.54221K m W C ⋅=、，试计算该壁表面每平方米的冷量损失？并对比对流换热与热辐射冷损失的大小？13、求房屋外墙的散热热流密度q 以及它的内外表面温度 和。

已知：δ=360mm ，室外温度 = -10℃，室内温度=18℃，墙的λ=0.61W/(m.K),内壁表面传热系数h1=87W/(m².K)，外壁h2=124W/(m ².K)。

已知该墙高2.8m ，宽3m ，求它的散热量Φ？15、空气在一根内径50mm,长2.5m的管子内流动并被加热，已知空气平均温度为85℃，管壁对空气的h=73W/m.℃，热流通量q=5110W/2m。

，试确定管壁温度及热流量。

16、已知两平行平壁，壁温分别为=50℃，=20℃，辐射系数 1.2C 3.96，求每平方米的辐射换热量W/2m。

若增加到200℃，辐射换热量变化了多少?第一章 导热理论基础[例1-1]厚度为δ 的无限大平壁，λ为常数，平壁内具有均匀内热源(W/m³)，平壁x=0的一侧绝热， x=δ的一侧与温度为f t 的流体直接接触进行对流换热，表面传热系数h 是已知的，试写出这一稳态导热过程的完整数学描述。

[例1-2] 一半径为R 长度为l 的导线，其导热系数λ为常数。

电子散热器技术手册
抱歉，我无法提供实时的电子散热器技术手册。

然而，如果您需要了解关于电子散热器的技术信息，我可以为您提供一些基本概念和常见的散热器类型。

1. 散热器概述：
散热器是一种用于散热的设备，通过增大散热面积和改变热量传输方式，将热量从热源转移到周围环境。

2. 散热器类型：
- 散热片：采用铝或铜等材料制成，通过增大散热面积和空气对流来散热。

- 散热风扇：结合散热片和风扇，通过强制空气对流来提高散热效果。

- 热管：采用一种特殊的液体或气体来传导热量，将热量从热源传递到散热器。

- 液冷散热器：采用水或其他液体来吸收热量，并通过热交换器将热量传递到空气中。

3. 散热器设计考虑因素：
- 散热功率：根据热源产生的功率来选择合适的散热器类型和规格。

- 散热面积：散热器的散热面积越大，散热效果越好。

- 空气流通：为散热器提供充足的空气流通，以提高散热效果。

- 材料导热系数：选择导热系数高的材料，以提高散热效率。

- 散热器布局：合理布局散热器，避免热量集中。

请注意，以上只是一些基本概念，具体散热器的设计和使用还需要根据具体应用和要求进行详细考虑。

如果您需要更专业的技术手册，请咨询相关厂商或领域专家。

通过肋壁的导热返回到上一层重点内容：肋片的导热现象的分析计算方法及其强化传热的机理。

所谓肋(fin)，亦称为延伸表面或者扩展表面(extended surface)，工程上也经常称为翅片，是指那些从某个基面上伸展出来的固体表面，它们的导热和传热规律是工程上非常重要的一类问题。

其主要的特点是在热流量沿着肋的高度方向传导的同时，扩展表面向周围的流体及环境以对流或者对流加辐射的方式散发(或吸收)热量。

扩展表面最重要的工程应用是强化传热过程。

肋片可以直接铸造、轧制或切削制作，也可以缠绕金属薄片并加工而制成。

肋片有直肋和环肋两种，各自又可分为等截面和变截面的。

一、等截面直肋的导热矩形直肋，高为l，宽为L，厚为δ，截面积为A，周长为U，已知λ为常数（常物性），周围流体温度为t f，h处处相等，而且壁面表面温度即肋基温度为t0。

1、数学模型可以通过两条不同途径建立该问题的数学模型：(1)把肋表面散热视为虚拟的负内热源，利用一维常物性有内热源的导热微分方程式写出此问题的数学描述。

需要注意的是，必须把该虚拟内热源折算成单位体积的热功率。

(2)从基本的能量平衡出发推导它的导热微分方程式。

其能量平衡方程在稳态下可以表达为：净导入微元体的热流量＝微元体散失于环境中的对流换热量导热微分方程式：，边界条件：，引入过余温度，表征肋片导热性能、换热性能及几何结构之间的相对关系。

最终数学模型为：，２结论⑴温度分布：，肋端：可以看出，过余温度沿肋高方向减小，且其速度也在减小。

⑵热流量：其中：３分析⑴上述理论解，可以应用于大量的实际等截面直肋（不仅仅是矩形直肋）；⑵在必须考虑肋端散热的少数情况，可用假想肋高l c＝l＋δ/2代替实际肋高；⑶若肋片厚而短时，温度场是二维的，上述结果不再适用。

二、肋片效率1、肋片效率定义肋片效率定义为，肋片的实际散热量与其整个肋片都处于肋基温度下的最大可能的散热量之比，记为工程上，经济的肋片效率大约在=0.64-0.76之间。