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石墨散热片

石墨散热片
石墨散热片

散热片的设计与应用方式

散热片的应用方式 ?散热片的应用方式散热片的选用,最简单的方式是利用热阻的概念来设计,热阻是电子热管理技术中很重要的设计参数,定义为 R=ΔT / P 其中ΔT 为温度差, P 为晶片供之热消耗。热阻代表元件热传的难易度,热阻越大,元件得散热效果越差,如果热阻越小,则代表元件越容易散热。 IC 封装加装散热片之后会使得晶片产生的热大部分的热向上经由散热片传递,由热阻所构成之网路来看,共包括了由热由晶片到封装外壳之热阻 Rjc,热由封装表面到散热片底部经由介面材料到散热片底部之热阻 Rcs,以及热由散热片底部传到大气中之热阻 Rsa 三个部分。 Rjc 为封装本身的特性,与封装设计有关,在封装完成后此值就固定,须由封装设计厂提供。 Rjc=(Tj-Tc) / P Tj 为晶片介面温度,一般在微电子的应用为 115℃~180℃,而在特定及军事的应用上则为 65~80℃。 Ta 的值在提供外界空气时为 35~45℃,而在密闭空间或是接近其他热源时则可定为 50~60℃。 Rcs 为介面材料之热阻,与介面材料本身特性有关,而散热片设计者则须提供 Rsa 的参数。 Rcs=(Tc-Ts) / P Rsa=(Ts-Ta) / P Rcs 和表面光滑度、介面材料的材料特性以及安装压力以及材料厚度有关,由於一般设计时常会忽略介面材料的特性,因此需特别注意。由热阻网路来看,可以得到热阻的关系为 Rja=Rjc+Rcs+Rsa=(Tj-Ta) / P 散热片的作用即是如何使用适当的散热片使得晶片的温度 Tj 保持在设定值以下下。然而散热设计时必须考虑元件的成本,图三则为几种传统散热片及元件的成本和性能估算,性能佳的散热片成本一般较高,如果散热量较小的设计,就可以不必用到高性能高成本的散热元件。散热设计时必须了解散热片的制作成本及性能的搭配,才能使散热片发挥最大效益。 散热片的材料 ?传统散热片材料为铝,铝的热传导性可达 209W/m-K,加工特性佳,成本低,因此应用非常广。而由於散热片性能要求越来越高,因此对於散热片材料热传导特性的要求也更为殷切,各种高传导性材料的需求也越来越高。铜的热传导率 390W/m-K,比起铝的传导增加 70%,而缺点是重量三倍於铝,每磅的价格和铝相同,而更难加工。由於受限於高温的成型限制,无法和铝同样挤型成形,而铜的机械加工花更多时间,使加工机具更易损毁。然而当应用的场合受限於传导特性为重点时,铜通常可作为替代之用,此外利用铜做为散热片的底部可提升热传扩散的效率,降低热阻值。

散热片的基本知识

散热器基础知识 铝型材散热器 目前市场上有大量各种尺寸铝型材散热器模具,并可根据要求开发生产新型材散热产品。铝型材散热器价格低廉,应用广泛,可以根据需要进行进一步的精密机械加工、安装扣具背板、附装界面导热材料以确保有效导热及安装可靠。如图: 热管散热模组 〃热管简介: 热管是一种非常高效的导热元件,其传热效率可达到金属的几十倍。自从热管技术被引入散热器制造行业,以热管为核心,配合热沉、翅片、风扇等构成的热管模组,能够解决因空间狭小或热量过于集中而导致的散热难题,克服了传统散热模式无法克服的发热功率与有效散热能力之间的矛盾。 热管可以在一定限度内被折弯及压扁,以适应不同的结构需要。在热管传热原理的基础上,还衍生出了其它的高效传热器件,如热柱(heat column)、真空冷板(vapor chamber)、回路热管(loop heatpipe)等,可以满足各种专门需要 〃穿接式热管散热模组: 穿接式热管散热模组是在热管的散热端穿接上高密度的散热翅片,翅片材料可以是铜片或铝片,鳍片与热管间通过焊接方式连接。 穿接式热管散热模组可以大幅减小产品体积,同时大大提高散热效率,其在笔记本电脑、通信设备、工控产品等领域均有广泛的应用。 〃埋嵌式热管散热模组 热管埋嵌在散热器底板内,能够起到均衡底板温度提高散热效率的作用。尤其对热源位置集中,散热器底板面积又较大的情况,均温效果非常显著。 从传热学的角度来看,整个散热器的热阻将有效的降低,近而大大改善了散热器的散热效果,使发热元器件的表面温度大幅度下降

焊接型散热器 〃焊接型散热器介绍: 随着电子产品功率的不断增高而产品体积又日益减小,催生了高密度焊接散热器的广泛应用。焊接型散热器一般由底板和翅片焊接而成,底板和翅片材料可选用铜材或铝材灵活组合。采用软钎焊技术加工能够保持材料的物理特性不变,以及满足较高的精度要求。 〃焊接型散热器特点: 鳍片密度高--大幅度增加散热面积 产品重量轻体积小--适应产品的小型或轻型化要求 铜铝混合焊接--兼取铜材传热更佳及铝材重量较轻的优势 特定区域焊接--可以仅在需要散热的区域焊接散热齿片或传热部件 模具费用低--节省大型铝型材昂贵的模具费 底板可精密加工--底板可以加工精密腔体或复杂的避让位 风琴片单折片扣合片 风扇散热模组 将风扇与散热器相组合,可以使散热器在强制对流环境下工作,从而大幅提高整个散热模组的散热效率。无论是型材散热器、焊接型散热器还是热管模组,都能方便的与风扇结合。我们可以根据您的要求选择风扇和设计散热器,并使二者达到最佳匹配。

石墨烯散热片

石墨烯散热片的应用及介绍 摘要:石墨烯材料因其辐射水平优于绝大数散热材料,配合纳米碳粉有特别好的散热作用,因此广泛用于解决电子器件因功耗增大导致的热问题。本文重点介绍了石墨烯散热片的基本知识,散热原理,应用案例。 关键词:石墨烯,散热片,导热系数 1.石墨烯散热片 1.1 石墨烯散热片概述 导热石墨片(TCGS-S)也称石墨烯散热片,是一种全新的导热散热材料,具有独特的晶粒取向,沿两个方向均匀导热,平面内具有150-1500 W/m.K范围内的超高导热性能,片层状结构可很好地适应任何表面,屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。其分子结构示意图如下: 石墨散热片(TCGS-S :ThermalFlexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物。薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到(TCGS-S)石墨化薄膜,因为碳元素是非金属元素,但却有金属材料的导电、导热性能,还具有象有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等一些良好的工艺性能,因此,在电子、通信、照明、航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用。 1.2 石墨烯散热片的组成 界面导热材料是由基体材料和导热填料组成的复合材料。 A.基体材料 石墨烯散热片的基体主要有硅油、矿物油、硅橡胶、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯、

聚氨酯等。石墨烯基散热片的关键点是石墨烯与环氧树脂基体的复合。目前,行业内的供应商将环氧树脂和石墨烯材料采取分层剥离和喷涂,导热系数可达到80w/m.k. B.导热填料 石墨烯散热片以石墨烯或石墨烯与碳纳米管,金属等混合作为导热填料。现有技术很难大量制备高质量的单层石墨烯,而少层或多层石墨烯相对容易制备和较便宜,且其可保持 热传导性质,石墨层可自然地连接到散热片上,避免了应用中接触热阻的问题,导热效率较常规的纳米散热片提升20%以上。 1.3.石墨烯散热片的散热原理。 典型的热学管理系统是由外部冷却装置,散热器和热力截面组成。而散热片的重要功能是创造出最大的有效表面积,在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移,保证组件在所承受的温度下工作。 图1 TCGS-S 石墨散热片热扩散示意图 2.石墨散热片的应用: 石墨散热片通过在减轻器件重量的情况下提供更优异的导热散热性能,能有效的解决电子设备的热设计难题,广泛的应用于PDP、LCDTV 、Notebook PC、UMPC、Flat Panel Display 、MPU 、Projector 、Power Supply、LED 等电子产品。 目前石墨散热片已大量应用于通讯工业、医疗设备、SONY/DELL/Samsung 笔记本、中兴小米等手机、Samsung PDP、PC 内存条,LED 基板等散热等。

散热器方案设计

“铭昊欣”散热器设计方案 一、散热方案概述 随着电子设备不断将更强大的功能集成到更小组件中,温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一,即在架构紧缩,操作空间越来越小的情况下,如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量。因此,必须加快散热速度,有效地控制产品的工作温度,使其不超过极限范围,以提高产品的可靠性并延长寿命。 二、散热原理 散热就是热量传递,而热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。传导是由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式,CPU和散热片之间的热量传递主要是采用这种方式,这也是最普遍的一种热传递方式。对流是指气体或液体中较热部分和较冷部分通过循环将温度均匀化,目前的散热器在散热片上添加风扇便是一种强制对流法,电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于"强制热对流"散热方式。辐射顾名思义就是将热能从热源直接向外界发散出去,该过程与热源表面颜色、材质及温度有关,辐射的速度较慢,因此在散热器散热中所起到的作用十分有限(辐射可以在真空中进行)。这三种散热方式都不是孤立的,在日常的热量传递中,这三种散热方式都是同时发生,共同发挥作用的。

三、散热方案设计 对于CPU散热器,依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式,可以分为风冷,液冷,半导体制冷,压缩机制冷,液氮制冷等等。 其中风冷散热器是最常见的,而且简单易用,就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低,安装方便等优点。但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。 风扇是风冷散热器中必不可少的一部分,对散热效果起着重要的作用,同时,也对散热器的工作噪音有着决定性的影响。风扇在风冷散热器中的职责为:凭借自身的导热作用,令空气以一定的加速度、一定的方式通过散热片表面,利用空气与散热片表面的热交换从而带走散热片上堆积的热量,从而实现“强制对流“的散热方式。 1.参数: 一款风扇的品质,最重要的两个方面为性能与寿命,其次便是越来越受到关注的工作噪音;此外,还必须注意风扇的其他电气要求规格与功率。 2.风量: 风量是风扇最重要的两项性能指标之一。

散热器片数计算方法

散热器片数计算方法(精确计算) 散热器(俗称暖气片),是将热媒(热水或蒸汽)的热量传导到室内的一种末端采暖设备,已成为 冬季采暖不可缺少的重要组成部分。散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。 一、散热器片数计算公式 (1)已知散热器传热系数K 和单片散热器面积F 散热器片数n 的计算公式如下: [1] 式中,Q 为房间的供暖热负荷,W ;K 为散热器传热系数,W/(㎡·℃);F 为单片散热器面积,㎡/片;Δt 为散热器传热温差,℃;β、β、β、β依次为散热器的安装长度修正系数、支管连接方式修正系数、安装形式修正系数、流量修正系数。 散热器的传热温差计算如下: Δt=t – t 式中,t 为散热器里热媒(热水或蒸汽)的平均温度(热媒为热水时,等于供/回水温度的算术平均值),℃;t 为供暖室内计算温度,一般为18℃。 以95/70℃的热水热媒为例,Δt=64.5℃: 1234pj n pj n

(2)已知单片散热器的散热量计算公式ΔQ 散热器片数n 的计算公式如下: [2] 式中,ΔQ 为单片散热器散热量,W/ 片。 式中,A 、b 为又实验确定的系数,可要求厂家提供。以椭四柱813型为例,ΔQ=0.657Δt 。 二、散热器修正系数β、β、β、β[2]表 安装长度修正系数β 表 支管连接方式修正系数β 表 安装形式修正系数β 1.30612341 2 3

表 进入散热器的流量修正系数β注:1)流量增加倍数 = 25 /(供水温度 - 回水温度);2)当散热器进出口水温为25℃时的流量,亦称标准流量,上表中流量增加倍数为1 。 三、房间层数位置修正 此外,对多层住宅根据多年实践经验,一般多发生上层热下层冷的现象,故在计算散热器片数时,建议在总负荷不变的条件下,将房间热负荷做上层减、下层加的调整,调整百分数一般为5% ~15%,见下表。 表 散热器片数调整百分表(%) 四、散热器片数近似问题 散热器的片数或长度,应按以下原则取舍:(《09 技术措施》2.3.3条)[3] 1)双管系统:热量尾数不超过所需散热量的5%时可舍去,大于或等于5%时应进位; 2)单管系统:上游(1/3)、中间(1/3)及下游(1/3)散热器数量计算尾数分别不超过所需散热量的7.5%、5%及2.5%时可舍去,反之应进位; 3)铸铁散热器的组装片数,不宜超过下列数值: 粗柱型(包括柱翼型):20片 细柱型:25片 长翼型:7片 4

单管系统和双管系统散热器选型分析

单管系统和双管系统散热器的选型分析摘要:本文对在实际工程中单、双管系统和不同水温下如何选取散热器进行了计算和分析。 abstracts:this paper in the actual project the single, dual system and how to select the radiator under different water temperatures are calculated and analyzed. 关键词:散热器,散热量,单管系统,双管系统 key words:radiator, heat dissipating capacity, single system, dual system 中图分类号: tu832.2+3 文献标识码:a文章编号: 我们知道采暖设计工况一般有几种,一种是标准工况,供回水温度95/70℃,室温18℃,也是散热器测量标准散热量的工况;还有85/60℃,室温20℃和80/60℃,室温20℃;现在工程设计中一般用后面两种工况作为设计工况。但在实际运行中由于运营方出于运行成本和节省能源的考虑供水温度经常达不到设计要求,供水温度经常为70℃、60℃甚至50℃,所以我们在采暖工程设计中就要充分考虑到这些因素,系统设计要合理,对散热器在不同系统不同工况下散热量的计算要准确掌握,否则就会导致散热器数量不够或散热器无法发挥最大散热效率,并导致整个建筑室温不达标。我们知道采暖系统一般分为单管和双管系统,两种散热器选择计算方法不同,双管系统每组散热器供回水温度均相同,单管系统同一立管上每组散热器供回水温度逐渐降低。下面我们以某铜铝复合散热器

设备散热器、风扇的选型和设计计算

散热、吸热,还是绝热重要? ________________________________________ 在这儿之前,有一个很重要的问题要问各位,您知道什么是"热"吗?在您选择一项产品之前.您得先知道您用钞票换得手中的宝贝要解决的是什么物理现象,千万别当了冤大头!"热(He at)"是能量吗? 严格来说它不算是能量,应该说是一种传递能量的形式.就好象作功一样.微观来看,就是区域分子受到外界能量冲击后,由能量高的分子传递至能量低的区域分子(就像是一种扩散 效应),必须将能量转嫁释放出来.所以能量的传递,就是热.而大自然界最根本的热产生方式,就是剧烈的摩擦(所谓摩擦生热如是说!).从电子(量子力学)学的角度而言,当电子束滑过电子信道时,会因为与导线(trace)剧烈摩擦而产生热,它形成一股阻力,阻止电子流到达另一端(就像汽车煞车的效果是一样的).我们统称作"废热". 所以当CPU的速度越高,表示它的I/O(Inp ut/Output)数越高,线路布局越复杂.就好比一块同样面积的土地上.您不断的增加道路面积; 不断的膨胀车流量,下场是道路越来越窄,而车子越来越多,不踩煞车,能不出车祸吗?当然热 量越来越高.信不信,冷飕飕的冬天,关在房里打计算机,你会爱死它,又有得杀时间,又暖和!只是不巧,炎炎夏日又悄悄的接近了…… "传热(Heat Transfer)":既然说热是一种传递能量的形式.那就不能不谈传递的方法了.总的来说整个大自然界能量传递的方式被我们聪明的老祖先(请记住.热力学Thermal Dynami c是古典力学的一种!)概分为三种,接下来我用最浅显易懂的方式分别介绍这门神功的三大基本奥义让各位知道: 1.)热传导(Conduction) 物质本身或当物质与物质接触时,能量传递的最基本形式(这里所说的物质包括气体,液体,与固体).当然气体与液体(我们统称为流体)本身因为结构不似固体紧密.我们又有另外一个专有名词来形容它,叫做热扩散(Diffusion).若诸位看官真有兴趣的话,不妨把下面的公式熟记,对以后您专业素养的养成,抑或是将来更深入的技术,探讨彼此的沟通都非常有帮助(这可是入门的第一招式,千万别放弃您当专业消费者的权益了!).另外,为了避免您一开始走火入魔,请容我先将所有的单位(Unit)都拿掉. Q = K*A*ΔT/ΔL 其中Q为热量;就是热传导所能带走的热量. K为材料的热传导系数值(Conductivity);请记住,它代表材料的热传导特性,就像是出生证明一样.若是纯铜,就是396.4;若是纯铝,就是240;而我们都是人,所以我们的皮肤是0.38,记住! 数值越高,代表传热越好.(详细的材料表我将于日后择篇幅再补述!) A代表传热的面积(或是两物体的接触面积.) ΔT代表两端的温度差;ΔL则是两端的距离. 让我们来看一下图标,更加深您的印象! 热传导后温度分布 铜材的导热系数高,经过热传导后,温度在铜材中分布就非常均匀,相反的,木材的导热系数偏低,于是相同的传导距离,木材的温度分布就明显的不均匀(温度颜色衰减的非常快;表示热量传导性不良.) 从上述的第一招式我们可以知道.热传导的热传量.跟传导系数,接触面积成正比关系(越大,则传热越好!)而跟厚度(距离)成反比.好,有了这个观念,现在让我们把焦点转到散热片身上,当散热片与热源接触,我们需要的是"吸热",能够大量的把热吸走,越多越好.各位可以到市面上看看最近有一些散热片的底部会加一块铜板不是吗?或甚至干脆用铜当散热片底板.就是

暖气片如何选型及计算

暖气片报价如何选型及计算 机械循环热水采暖系统,摩擦阻力损失占50%,局部阻力损失占50%; 换热器按0.1-0.15MPa估算; 设计裕量:10-20%。 1MPa=10KGF/CM2=100MH2O 1MMH2O=10Pa 循环水泵如何选择? 应根据计算所得的水量G及总循环阻力H来选择水泵.与外网连接的系统应换算外网在本楼接口处的供回水压差,是否够用(城市热网一般预留压差≥5MH2O)。 金旗舰散热器的工作压力定多少是合适的? 我国暖通空调设计规范规定,采暖系统高度超过50M时就应分区设置.这时系统的静压约为55MH2O。而采暖系统的动压(推动水循环,包括换热器等)约为20M-30M H2O,动压和静压的总和约为70-90MH2O (即0.7-0.9MPa)。所以散热器的工作压力取1.0MPa已够用了。关于个别城市热网直连的情况可作特殊处理。 系统运行前的压力测试如何进行? 在系统或系数的某部分投入运行前,必须对其进行压力测试.首先,所测系统应排出空气并充满处理过的水,然后用泵将压力升到至少为工作压力的1.5倍。这一压力应该至少保持10分钟,压力下降

不超过0.02 Mpa才为合格,在压力测试过程中,应对接头,连接处和设备进行目测检查以确保无泄漏。测试人员应进行记录,该记录应包括时间、地点、观测设备以及测试的初始和终了压力等信息,也应包括注意到的可能渗漏.最后测试人员在测试记录上签字。具体测点位置及系统试压的压力值均应按施工验收规范要求确定。 热水供暖系统设计应强调哪些问题? 应从以下6方面考虑: 1、必须保证满水条件下的闭式循环,最好实现密闭式热水采暖系统; 2、必须强调供暖水质的处理及控制; 3、必须保证有足够的水量,足够的资用压头; 4、必须有良好的排气,保证水循环畅通; 5、必须考虑水力平衡,保证各组散热器均能通水; 6、对较长的直管段,必须考虑热补偿。 三散热器选择与比较 购房要注意有关供暖系统的哪些问题? 可以从7个方面加以考虑: 1、注意散热器的热负荷,即每平方米的散热量.华北地区的砖混结构住宅,一般配置70W/㎡;节能型保温建筑配置50W/㎡;华中及华东地区的独立供暖住宅,一般配置120~130W/㎡。 2、看散热器类型是否安全舒适.面积很大的房间最好选用R021B 1800的散热器,散热均匀又安全舒适;

散热器采暖系统设计

目录 一、绪论 (1) 二、设计原始资料 (3) (一)设计题目 (3) (二)设计原始资料 (3) 三、采暖系统设计热负荷计算 (3) (一)设计气象资料的确定 (3) 1.设计气象资料确定原则 (3) 2.具体气象参数选取设 (4) (二)采暖设计热负荷计算方法 (5) (三)围护结构的基本耗热量 (6) 1.计算公式 (6) 2.围护结构的传热系数 (6) 3.室内计算温度及温差修正系数 (7) 4.基本耗热量的计算举例 (8) (四)围护结构的附加耗热量 (8) 1.围护结构的附加(修正)耗热量 (8) (五)计算热指标:....................................................... 1..1. 四、采暖系统的选择与确定 (12) (一)本次设计采用散热器采暖,系统以95C /70C的热水为热媒 (12) (二)系统形式的选择与确定 (12) 1 .重力循环..................................................... 1 2 2.机械循环 (13) 3.系统确定 (15) 五、散热器的选择及计算 (16) (一)散热器的选用 (16) 1.散热器的选用原则 (16) 2.对散热器的选用及使用的注意事项 (16)

3.散热器常见故障的排除 (17) 4.钢制散热器与铸铁散热器的比较 (18) 5.散热器的选取 (18) (二)散热器的计算 (19) 1.散热器的计算方法 (19) (三)散热器的布置 (23) 六、管道布置 (24) (一)管材选用 (24) (二)管道布置 (24) 七、系统水力计算 (25) (一)绘制系统图 (25) (二)水力计算方法 (25) 1.本设计选用方法 (25) 2.计算原理 (25) 3.计算方法 (26) 4.涉及公式 (26) 5.水力计算举例 (27) 结论...................... 错误! 未定义书签。

石墨片的导热原理

石墨片的导热原理 石墨片的重要功能是创造出最大的有效面积,在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移,保证组件在所承受的温度下工作。 品特性:表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合更多的设计功能和需要。 优秀的导热系数:150-1200W/m.k,比金属的导热还好。质轻,比重只有1.0-1.3柔软,容易操作。 导热石墨片也称石墨散热片,是一种全新的导热散热材料,具有独特的晶粒取向,沿两个方向均匀导热,片层状结构可很好地适应任何表面,屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。产品均匀散热的同时也在厚度方面提供热隔离。 石墨导热片解决方案独特的散热和隔热性能组合让导热石墨成为热量管理解决方案的杰出材料选择。导热石墨片平面内具有150-1500 W/m-K范围内的超高导热性能。 导热石墨材料(Thermal Flexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素,是一种自然元素矿物.薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到石墨化薄膜,因为碳元素是非金属元素,但是却有金属材料的导电,导热性能,还具有象有机塑料一样的可塑性,并且还有特殊的热性能,化学稳定性,润滑和能涂敷在固体表面的等等一些良好的工艺性能,因此,导热石墨在电子,通信,照明,航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用. 表面可以与金属、塑胶、不干胶等其它材料组合更多的设计功能和需要,石墨片的重要功能是创造出最大的有效面积,在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移,保证组件在所承受的温度下工作。 热阻比铝低40%,比铜低20%;重量轻:比铝轻25%,比铜轻75%。为电子产品提供专业的散热解决方案,如今电子设备日益趋向小型、薄型、轻、多功能化。芯片的发热量越来越大,散热空间越来越小,DSN高导热石墨片将点热源快速扩散为面热源,降低芯片峰值温度与产品局部温度,屏蔽热源和组件的同时改进消费类电子产品的性能,快速让热量散发出去,让产品和您的设计更有广阔的空间。

散热设计

散热设计(五)散热片之设计与在电子冷却技术中之应用 散热设计(五)散热片之设计与在电子冷却技术中之应用 刘君恺 介绍 利用散热片来增加散热的面积是热管理技术中最常见也是最基本的方式,随着电子器件发热密度增加的趋势,散热的需求日益增加,散热设计的困难度越来越高,所花费的成本也越来越多。举例而言,早期PC的CPU如286,发热瓦数只有十几瓦,因此只要约3 公分高的散热片加低转速风扇就可解决,但是目前PC的CPU用散热片高度却达到3 倍,鳍片数目增加3 倍,风扇转速也提升一倍,成本则增加5、6倍以上。虽然新制程及设计技术不断提升,散热片的应用在有限空间的限制下,似乎有渐渐趋向极限的趋势,未来各种不同的冷却技术如水冷、冷冻循环以及浸入式沸腾冷却等都可能用来解决散热问题。尽管如此,散热片仍是最经济、最可靠的散热方式,因此如何提升散热片的效率成了很重要的课题。 因此为了满足未来电子散热的需求,在散热片的形状、材料及制程上都必须有更新的技术,此外集成其它散热器件的设计方式的也可以增加应用时的效率。本文将介绍散热片的种类及制程,散热片的应用以及未 来的设计需求。 散热片的种类 许多的散热片设计由于忽略了制造的概念,使得研发产品的可靠度及成本成为最后批量供应的障碍。由制造方式来看,气冷的散热片可分为下面几种,如图一所示,表一则为制程性能参数的整理。 1. 压印(Stampings)散热片 铜片或铝片可用压印的方式制成所需的形状。此种制程成本低,适合批量供应,可用于低热密度的器件。 而压印的器件在组装上也有自动化的便利性,因此可进一步降低成本。 2. 挤型(Extrusion)散热片 挤型的制造方式是由将材料在高压下强制流入模孔中成形而使得固体转换为等截面的连续长条。挤形是散热片制造中最广泛使用的方式,设备投资的经额中等。可经由横切的方式产生矩形的针状散热片,可产生锯齿状的鳍片以增加10~20%的效能,但会降低挤型的速度。挤型的高宽比限制可高到6,使用特殊模具设

散热片设计准则(参考)

散热片设计一般准则 一、自然对流散热片设计 —-散热片得设计可就包络体积做初步得设计,然后再就散热片得细部如鳍片及底部尺寸做 详细设计 1、包络体积 2、散热片底部厚度 良好得底部厚度设计必须由热源部分厚而向边缘部份变薄,如此可使散热片由热源部份吸收足够得热向周围较薄得部份迅速传递. 底部之厚度关系底部厚度与输入功率得关系 3、鳍片形状 空气层得厚度约2mm,鳍片间格需在4mm以上才能确保自然对流顺利。但就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 当鳍片得形状固定,厚度及高度得平衡变得很重要,特别就是鳍片厚度薄高得情况,会

造成前端传热得困难,使得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、散热片表面处理 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得散热效能,一般而言,与颜色就是白色或黑色关系不大.表面突起得处理可增加散热面积,但就是在自然对流得场合,反而可能造成空气层得阻碍,降低效率。 二、强制对流散热片设计 ——增加热传导系数 (1)增加空气流速这个就是很直接得方法,可以配合风速高得风扇来达成目得, (2)平板型鳍片做横切将平板鳍片切成多个短得部分,这样虽然会减少散热片面,但就 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.(如摩托车上得散热片) 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得优点,同时也有较高得体积 效率,更重要得就是具有等方向性,因此适合强制对流散热片,如图九所示。鳍片得外型有可分为矩形、圆形以及椭圆形,矩形散热片就是由铝挤型横切而成,圆形则可由锻造或铸造成型,椭圆形或液滴形得散热片热传系数较高,但成型比较不易。?(4)冲击流冷却利用气流由鳍片顶端向底部冲击,这种冷却得方式可以增加热传导性,但就是须注意风得流向配合整体设计。 针状鳍片散热片辐射状鳍片散热片 (3)对于常见得风扇置于散热片上方得下吹设计,由于须配合风扇特性,因此需做更精 确得设计。轴流风扇由于有旋转效应,同时轴得位置风不易吹到,因此许多散热片 设计成辐射状,如图十所示。也有些散热片得顶端设计成长短不一或就是弯曲得形 状用以导风。另外种方式就是采用侧吹得方式,一般而言,侧吹方式得散热片由于气 流可吹过鳍片,而且流阻较少,因此对于高且密得鳍片而言,配合顶端加盖设计以

散热片散热面积计算

散热片作为强化传热的重要技术之一,广泛地应用于提高固体壁面的传热速率。比如飞机、空调、电子元件、机动车辆的散热器、船用散热器等[1]。对散热片强化传热的研究引起国 内外众多学者的关注,如对散热片自然对流的研究[2-7],对散热片强制对流的研究[8-12 ]。前人对散热片的研究大致可分为两类:其一,采用实验的手段,在一定范围内改变散热片组的结构尺寸和操作参数,比较其传热性能,从而得出散热片组最优的结构尺寸和最优的操作参数;其二,采用数学方法,对某一具体情况推导出偏微分方程,简化其边界条件,求其数值解。本文深入分析散热片组间流体的流动特性及传热特性,总结各种因素对传热的影响,采用最优化技术及先进的计算机软件技术,对自然对流情况下矩形散热片组的散热过程进行了优化研究,并设计典型实验,检验优化结果。 2 散热片散热过程分析散热片多用于强化发热表面向空气散热的情况,故本文以与空气接触的散热片 为研究对 象。由于散热片表面温度(一般不超过250 C )不高,散热片组对空气的辐射换热量采用式(1) 计算可知,它所占比例小于总散热量的3%。因此,散热片表面与周围环境之间的散热主要 是对流传热。式(1)中的F为辐射角系数,本文散热片组的辐射角系数由G N ELLISON [13] 介绍的方法求得。 (1) 散热片传热是一个比较复杂的物理过程,对此过程,国内外学者进行了深入的实验研究,他们的工作主要着重于传热系数大小、传热系数与流体流速以及流道的几何形状等因素的内在联系。在实验研究中得到了许多适用于具体实验条件的准数关联式。这些结果对传热过程 的了解和散热片的设计有重要的意义。 在自然对流条件下,散热片组的结构参数(散热片的间距、高度、厚度 )是散热片散热的 主要影响因素,散热片组的结构见文献[ 14]。 2.1 间距对散热片散热的影响 描述流体与固体间对流传热的基本方程式为: Q=hA AT (2) 从上式可以看出,通过提高传热系数h,增大传热面积来强化流体与散热片表面间的对 流传热效果。当基面宽度 W给定时,假定传热温差AT,传热系数h不变,这样散热量 Q 的提高就取决于换热面积 A 的大小。增加散热片数量就可以增加换热面积,有利于散热。但散热片数目的增多,减小了散热片间的距离S,传热系数h也随之降低。 2.2 高度对散热片散热的影响 提高散热片的高度 H可以增加换热面积 A,从而达到强化传热的目的。但增加高度会使散热片顶部的局部传热系数降低,导致平均传热系数的降低。此外,高度也影响着从散热片基面到端部的温度降。高度越大,温度降也越大,导致散热片表面与周围大气的平均温度差就随之降低,不利于散热。实际上,散热片的高度还将受到整机外型尺寸的限制。 2.3 厚度对散热片散热的影响 散热片越薄,则单位长度上可装载的散热片的数量就越多,从而增大散热面积,强化散热片的散热;随着散热片厚度的增大,散热片表面与周围大气的平均换热温度差AT就随之 降低,这对于散热是不利的。在实际的应用中,厚度3的大小往往受工艺水平高低所限。一

铝材散热器设计规范11

铝材散热器设计规范 热器挤压模设计 1 前言 由于铝合金型材,的导热性能较好,因此,在铝合金的挤压型材中,各种类型的散热器型材巳被广泛地应用在电器、机械等行业中。 散热器型材其结构均是由多个齿形组成,为了提高散热效率,增大散热面积,在每个齿上大都布有多个尖牙,这种结构虽然有效地提高了散热效率,改善了散热效果,增加了散热面积,但是却给型材挤压带来了很大的阻力。 对于如图1所示的每个齿形的悬臂较小、其舌比小于3的散热器型材,采用普通平模的设计结构即可实现正常的型材挤压。而对于如图2所示的带有大悬臂的散热能型材,山于其舌比大于3,采用普通的平模设计结构,在型材挤爪时极易造成模只从齿根部断裂,致使模具报废。因此,对于大悬臂的散热器型材,必须改变常用的设计方案,以避免上述断裂现象的发生。 2 截面分析 图2为某带有大悬臂的散热器型材的截面设计图。从图中可知,此散热器型材其截面外形长度为170mm,高度为45mm,设计有14个35mm高的齿形,两齿间距为1Omm,,在每个齿形的两侧布有0.5mm高,1mm间距的尖牙。从其标注的尺寸上可计算出此散热器型材悬臂处舌比为:(45-10)/(10-3):4.69>3,在各齿间存在着危险断面。特别是该截面的底部壁厚较厚(达1Omm),而齿部最薄处的壁厚仅有1.5mm,截面壁厚相差悬殊,更增大了危险断面的断裂系数。

另外,从图中的技术要求巾得知,挤压此型材的挤压筒内径仅为∮170mm,而此型材截面的外接圆直径却达∮175.8mm,大于挤压筒内径尺寸,要实现此型材的正常挤压难度极大。 纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单,成本低,目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。 纯铜散热器 纯铝散热器是最为常见的散热器。纯铝散热器制造工艺简单,成本低,目前仍然占据着相当一部分市场。最常用的加工手段是铝挤压技术。评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底部的厚度和现Pin-Fin比,Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大。代表铝挤压技术越先进。目前纯铝散热器的这个比值的最高的值是20。一般这个比值能达到15~17,散热器本体的品质就很不错了。Pin-Fin比高于18,则表明散热器是一款高档产品。目前处理器发热使得纯铝散热器已经很难再适应,但这只是一种观念。纯铝散热器真的不行了吗?我们将通过测试来评价这一结论。 散热片的制造工艺有很多,效果也各有千秋。其中最常见的就是铝挤压工艺(Extruded)。 铝挤压的技术相对简单,适合大批量制作散热器。

散热器面积及片数的计算方法

工程一:室内热水供暖工程施工 模块三:散热器施工安装 单元2 散热器的计算 1-3-2-1散热器面积及片数的计算方法 1.计算散热器的散热面积 供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失。根据热平衡原理,散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。 散热器散热面积的计算公式为 3 21) (βββn pj t t K Q F -= (2-1-2) 式中 F ——散热器的散热面积(m 2 ); Q ——散热器的散热量(W ); K ——散热器的传热系数[W/(m 2 ·℃)]; t pj ——散热器内热媒平均温度(℃); t n ——供暖室内计算温度(℃); β1——散热器组装片数修正系数; β2——散热器连接形式修正系数; β3——散热器安装形式修正系数。 2.确定散热器的传热系数K 散热器的传热系数K 是表示当散热器内热媒平均温度t pj 与室内空气温度t n 的差为1℃时, 每1 m 2 散热面积单位时间放出的热量。选用散热器时希望散热器的传热系数越大越好。 影响散热器传热系数的最主要因素是散热器内热媒平均温度与室内空气温度的差值Δt pj 。另外散热器的材质、几何尺寸、结构形式、表面喷涂、热媒种类、温度、流量、室内空气温度、散热器的安装方式、片数等条件都将影响传热系数的大小。因而无法用理论推导求出各种散热器的传热系数值,只能通过实验方法确定。 国际化规范组织(ISO )规定:确定散热器的传热系数 K 值的实验,应在一个长×宽×高为(4±0.2)m ×(4±0.2)m ×(2.8±0.2)m 的封闭小室内,保证室温恒定下进行,散热器应无遮挡,敞开设置。 通过实验方法可得到散热器传热系数公式 K=a (Δt pj )b =a (t pj -t n )b (2-1-3) 式中 K ——在实验条件下,散热器的传热系数[W/(m 2 ·℃)]; a 、b ——由实验确定的系数,取决于散热器的类型和安装方式; Δt pj ——散热器内热媒与室内空气的平均温差,Δt pj =t pj –t n 。 从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差Δt pj 越大,散热器的传热系数 K 值就越大,传热量就越多。 附录9给出了各种不同类型铸铁散热器传热系数的公式。应用这些公式时,需要确定散热器内的热媒平均温度t pj 。 3.确定散热器内热媒平均温度 散热器内热媒平均温度t pj 应根据热媒种类(热水或蒸汽)和系统形式确定。 热水供暖系统

石墨散热材料技术及市场调研报告

石墨散热材料技术及市场调研报告 一、散热材料概述 1.背景技术 随着科学技术和工业生产的发展,导热材料广泛应用于换热工程、采暖工程和电子信息等领域。同时人们对导热材料提出了新的要求,希望导热材料具有优良的综合性能,如在化工生产和废水处理中使用的热交换器既需要所用材料具有良好的导热性能,又要求其耐化学腐蚀和耐高温等。近几年来,在电子电气领域,由于集成技术和组装技术的迅速发展,电子元件和逻辑电路的体积成千成万倍地缩小,则更需要高导热性能的绝缘材料。 传统的导热材料大部分为金属(如Ag、Cu和Al等)、金属氧化物(如Al?O?、MgO和BeO等)以及其它非金属材料(如石墨、炭黑、AlN等)。众所周知,大多数金属材料的抗腐蚀性能差,目前采用合金和防腐涂层等技术提高金属的抗腐蚀性能,尽管这样提高了金属的抗腐蚀性能,却大大降低了材料的导热性能,因而限制了其在化工等领域的应用。 目前所使用的散热材料基本都是铝合金,但铝的导热系数并不是很高 (237W/mK),金和银的导热性能较高,但是价格太高,铜的导热系数次之 (398W/mK),但铜重量大,易氧化,且价格也不低。而石墨材料具有耐高温、重量轻(仅为传统金属导热材料的1/2-1/5)、热导率高、化学稳定性强、热膨胀系数小,取代传统的金属导热材料,不仅有利于电子仪器设备的小型化、微型化和高功率化,而且有效减轻电子元件的重量,增加有效载荷。但石墨硬度和机械强度远不如金属,这给后续加工带来了困难。 2.散热材料定义 散热材料是指各类电子元器件或者机械设备中散热装置所使用的具体材料。由于各种材料导热性能的差异,按导热性能从高到低排列,分别是银,铜,铝,

散热片计算方法

征热传导过程的物理量 在图3的导热模型中,达到热平衡后,热传导遵循傅立叶传热定律: Q=K·A·(T1-T2)/L (1) 式中:Q为传导热量(W);K为导热系数(W/m℃);A 为传热面积(m2);L为导热长度(m).(T1-T2)为温度差. 热阻R表示单位面积、单位厚度的材料阻止热量流动的能力,表示为: R=(T1-T2)/Q=L/K·A(2) 对于单一均质材料,材料的热阻与材料的厚度成正比;对于非单一材料,总的趋势是材料的热阻随材料的厚度增加而增大,但不是纯粹的线形关系. 对于界面材料,用特定装配条件下的热阻抗来表征界面材料导热性能的好坏更合适,热阻抗定义为其导热面积与接触表面间的接触热阻的乘积,表示如下: Z=(T1-T2)/(Q/A)=R·A (3) 表面平整度、紧固压力、材料厚度和压缩模量将对接触热阻产生影响,而这些因素又与实际应用条件有关,所以界面材料的热阻抗也将取决于实际装配条件.导热系数指物体在单位长度上产生1℃的温度差时所需要的热功率,是衡量固体热传导效率的固有参数,与材料的外在形态和热传导过程无关,而热阻和热阻抗是衡量过程传热能力的物理量. 芯片工作温度的计算 如图4的热传导过程中,总热阻R为: R=R1+R2+R3 (4) 式中:R1为芯片的热阻;R2为导热材料的热阻;R3为散热器的热阻.导热材料的热阻R2为: R2=Z/A (5) 式中:Z为导热材料的热阻抗,A为传热面积.芯片的工作温度T2为:

T2=T1+P×R (6) 式中:T1为空气温度;P为芯片的发热功率;R为热传导过程的总热阻.芯片的热阻和功率可以从芯片和散热器的技术规格中获得,散热器的热阻可以从散热器的技术规格中得到,从而可以计算出芯片的工作温度T2. 实例 下面通过一个实例来计算芯片的工作温度.芯片的热阻为1.75℃/W,功率为5W,最高工作温度为90℃,散热器热阻为1.5℃/W,导热材料的热阻抗Z为5.8℃cm2/W,导热材料的传热面积为5cm2,周围环境温度为50℃.导热材料理论热阻R4为: R4=Z/A=5.8 (℃·cm2/W)/ 5(cm2)=1.16℃/W(7) 由于导热材料同芯片和散热器之间不可能达到100%的结合,会存在一些空气间隙,因此导热材料的实际热阻要大于理论热阻.假定导热材料同芯片和散热器之间的结合面积为总面积的60%,则实际热阻R3为: R3=R4/60%=1.93℃/W(8) 总热阻R为: R=R1+R2+R3=5.18℃/W (9) 芯片的工作温度T2为: T2=T1+P×R=50℃+(5W× 5.18℃/W)=75.9℃ (10) 可见,芯片的实际工作温度75.9℃小于芯片的最高工作温度90℃,处于安全工作状态. 如果芯片的实际工作温度大于最高工作温度,那就需要重新选择散热性能更好的散热器,增加散热面积,或者选择导热效果更优异的导热材料,提高整体散热效果,从而保持芯片的实际工作温度在允许范围以内(作者:方科 )转载

散热器采暖系统

散热器采暖系统 内容简介:散热器是采暖系统中最常见的末端设备,主要传统方式为热辐射和空气对流。散热器一般固定在墙上,使用工况为85度左右的进水,将散热器加热至65度以上,散热器附件空气受热上升,在室内形成冷热空气对流,室内温度在对... 散热器采暖系统简介 散热器是采暖系统中最常见的末端设备,主要传统方式为热辐射和空气对流。散热器一般固定在墙上,使用工况为85度左右的进水,将散热器加热至65度以上,散热器附件空气受热上升,在室内形成冷热空气对流,室内温度在对流中逐渐上升至实际温度。目前市场上的散热器主要有:压铸铝式、钢板式、钢柱式。 系统组成 散热器采暖系统是由燃气壁挂式锅炉、散热器、连接管、控制阀门等组成,该系统具有房间升温快、使用方便灵活、节能、采暖效果直接等特点。 散热器分类 散热器从产地上分为国产和欧洲进口两种;从材质分为铸铁、钢制、铝制和复合类等。国产散热器主要包括铸铁散热器、钢制散热器、钢铝复合散热器等。国内比较有名的散热器厂商包括北京佛罗伦萨、北京森德、河北圣春等。进口散热器主要为钢制板式散热器,主要厂商包括德国COPA、土耳其德美拉德、佰瑞德等。

散热器的选择 散热器的选择:由于湖北地区地表水的水质比较好,又多采用户式采暖系统,采暖系统中水

对散热器的腐蚀可以忽略。从湖北市场看,进口散热器包括钢制板式散热器和高压铸铝散热器凭借价位适中,性价比高,质量好,散热量大等优势,成为市场上的主导产品。 散热器采暖系统特点: 1.传统采暖方式,技术成熟,安装方便。

2.全自动调节运行,单个房间实现独立温控,便于使用。 3.经济节能,室内无噪音,舒适性更高。 4.不同款式彰显个性与品位。 5.无污染,对潮湿环境的防潮有着明显的效果。 风格各异的设计,为您打造历史与文化辉映,精神与品位共融的尊贵家居环境。散热器采暖系统连接方式:

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