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电子产品热设计基础知识(二)

 汉无为 2024-01-08 发布于广东

观点 / Champion   

这是瓦特产品设计公众号的 71 篇原创内容

热量传递的基本方式,我记得我之前专门还分了三篇文章去普及了下,有兴趣的可以再看下:

电子产品设计中的传热学基础理论-热辐射

电子产品设计中的传热学基础理论-热对流

电子产品设计中的传热学基础理论-热传导

可概况为三种基本方式:导热、对流、辐射。它们可以单独出现,也可能两种或三种形式同时出现。

· 导热

导热(热传导)的机理:热传导是不同温度的物体(固体,液体,气体)直接接触或物体内部不同温度的各部分之间能量交换的现象。传导过程中,能量主要通过以下方式传递:

· 自由电子的运动(固体金属);

· 分子晶格振动弹性波的作用(一般固体和液体);

· 分子不规则热运动时的相互碰撞(气体)。

· 热设计的基础数据

常用材料的导热系数:

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接触热阻

为了减小接触热阻,应该接触面粗糙度在Ra0.8左右,并且需要贴TIM材料,同时施加压力,确保接触良好。往往实际接触的面积<表观接触面积的2%。

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增强热传导的主要措施:

· 选用导热系数较大的材料(金属材料)制造热传导零件;

· 最大限度地减少接触热阻(适当增大热传导零件间的接触面积和压力,在两接触面间涂导热硅脂或垫入软金属箔等);

· 尽量缩短热传导路径,热传导路径中不应有绝热或隔热元件。

影响对流换热的因素:

· 流体的物理性质(流体的导热系数、比热容、密度和动力粘度等);

· 换热表面的形状、大小和位置。

增强对流散热的主要措施:

– 加大温差,降低散热物体周围对流介质的温度;

– 加大散热面积,采取有利于对流散热的形状和安装位置;

– 加大对流介质的流动速度,以带走更多的热量(强迫对流比自然对流的对流表面换热系数大);

– 选用有利于增强对流换热的流体作为介质(液体比气体的对流换热能力强)。

增强辐射散热的主要措施:

– 在零部件或散热片上涂覆黑色粗糙的漆,增大其辐射系数,从而增强辐射能力;

- 热敏感元件的表面应做成光亮的表面,减小其辐射系数,从而减小吸收辐射热量;

– 加大辐射体的表面积;

– 设法降低设备周围的温度,加大辐射体与周围环境的温差。



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