手工计算公式推导
在强制对流计算中,知道一个散热器的形状和尺寸,如何不通过软件仿真而是用手工估算它的热阻呢?
首先可以把散热器分成了2部分:一部分是底板,一部分是FIN。热阻也相应分为2部分,一部分是BASE的导热热阻,另一部分是散热器的对流热阻。
已知条件是图1中的散热片参数和以下参数:
P 发热功耗
G 经过散热器的总风量
图1
Nf FIN的数目
V 经过FIN的风速
Hf FIN的高度
t FIN的厚度
b FIN之间的间隙
BASE与空气接触的总面积(除去FIN占去的部分)
单个Fin与空气接触的总面积
第一步是计算传热系数:
风速:雷诺数:
普朗特数:
怒塞尔数:
这个公式的推导式如何得来的?
计算传热系数:
第二步是计算对流热阻:
Fin的效率ηfin的计算如下:
【参考1】
其中m值计算如下:
第三步计算BASE的传导热阻:
第四步计算总热阻:
实际案例:仿真和手工计算对比
仿真结果:
温升为7℃,与公式计算结果相差很小。