物理散热公式

9.3.2 机箱(柜)表面自然对流散热对在海平面任意方向尺寸小于600mm的机箱(柜)，表面的自然对流换热可以用下列简化公式计算:

Q2=2.5CA△t.25/D.25

其中，Q2---表面自然对流散热量，WC---系数,水平板时，热面朝上为0.54,朝下为0.27;竖平板时为0. 59A-散热面积，m2△t---换热表面与流体(空气)的温差，°CD---特征尺寸，对于竖平板或竖圆柱，特征尺寸为高度H，其它，为(长+宽) /2, m。

9.3.3机箱的开孔设计

当Q1+Q2小于机箱(柜)的总功耗时，必须在机箱(柜)， 上开通风孔，使冷空气从机箱(柜)的底部进入，热空气从顶部排出。通风孔的面积为:

18S=(Q-Q1- -Q2)/(2. 4X10-3●Ho.s●△tr.s)。 其中，S---进(出)风口面积，cme。 Q---机箱(柜)总功耗，W。 H---机箱(柜)的高度，cm。 △t---机箱(柜)的温升，C。 小机箱的通风孔面积可从下图6查得: 强迫对流换热计算 Q=hcA△t。

其中: Q--强迫对流的换热量，W 。

A-散热表面面积(m2),若散热体为印制板，则散热表面积为1.3倍的单面面积，因为背面散热量大约为前面的30%。

△t--风道内主器件表面温度与机箱内温度之差°C。 h--对流换热系数，与风道尺寸形状有关。 he可按下面计算: (1)准则方程

雷诺数Re的计算公式为: Re=ρ vD/μ。

其中，ρ -- 流体的密度，kg/m3。 v--流体流速，m/s。 μ --流体动力粘度，Pa. S。 D--特征尺寸。

m强迫对流换热准则方程见下表4:表4强迫对流换热准则方程。 换热表面形状Re范围流态准则方程特征尺寸。 管内流动<2200>104层流。

紊流Nu=1.86 (RePrD/1)1/3(μ l/μ w)0. 14。 Nu=0.023Re0.8Pr0. 4。

其中，D--特征尺寸，m1-管长，m。 μ 1--平均温度下流体的动力粘度，Pa。

μ w--壁温下流体的动力粘度，Pa内径或当量直径沿平板。流动(或平行柱体流动)<105.>105Nu=0.66Re0.5Nu=0.032Re0.3。

层流紊流

沿流动方向长度而努谢尔特数Nu为:Nu=hcD/入其中，he--对流换热系数，W/(m2 ●°C);D--特征尺寸，m;λ --流体的导热系数，W/(m. °C)。

hc=JCpGPr- 2/3。

其中，Cp--定压空气比热容，J/(kg*°C)， 见附录C 。 G--通道的单位面积的质量流量，kg/ (m2●s)。 Pr--普朗特数，见附录C。

J-考尔本数，取决于雷诺数Re及通风道结构尺寸与形状。当200≤Re≤1800,风道为矩形，长宽比≥8时风道为正方形时98.0eRJ=6Q/ZX04. 101.11 - 200320当104≤Re≤1. 3X 105,紊流时当400≤Re≤1500，通道为扁平肋片式冷板时上面，单位面积的质量流量G=qm/A,其中qm为质量流量，A为通风道横截面积。qm=中/ (Cp△t)=ρ qv其中，中--热流量，W;ρ --空气密度，kg/m3;qv--体积流量，m3/s。散热器强迫风冷散热表达式为:P hAtc=△= -2/3cprhJC GPP-散热器对流散掉的热量,卡/秒(卡是否应换算为焦耳? CM换算成m? )一ch对流换热系数， W /m2.°CA -散热器总散热面积，m

△t -散热器表面温度与环境温度之差，°C- pC定压比热容，J/(Kg .°C),见附录C干燥空气的物性参数。一rP普朗特数，见附录C。G - 通道的单位面积的质量流量，Kg/(m2 . s)。

AqG=m，mvq=ρq;一mq质量流量:ρ--空气密度，Kg/m3;-vq体积流量,m3/ sJ -考尔本数，它取决于雷诺数e R及风道结构与形状。0.7

0.72eRJ=,μμR= vd= Gdμ-动力粘度，Pa.S一ed每个通道的当量直径12.3.2.2散热器强迫风冷散

1) 2)

散热器总热阻。

jajcssa θ =θ +θ +θ或jecssajaPTT=θ+θ+θ。

其中:P一半导体器件耗散功率，W ;jT-半导体器件结温，C;aT-环境温度，°C;loC豆丁ja θ一总热阻，°c/w;jo， θ一半导体器件内 热阻，即结到壳的热阻，°C/W。

θcs一半导体器件与散热器之间介质的接触热阻，即壳到散热器的热阻，C/W。