工業(yè)鋁合金型材散熱器熱阻計(jì)算（附上公式）

發(fā)布者：永裕金屬發(fā)布時(shí)間：2021-12-16 11:46:08

　　熱阻是評(píng)價(jià)大功率工業(yè)鋁型材散熱器性能的一個(gè)重要參數(shù)，熱阻到底是什么呢？百科上面的解釋為：熱阻指的是當(dāng)有熱量在物體上傳輸時(shí)，在物體兩端溫度差與熱源的功率之間的比值。

　　以佛山永裕金屬的工業(yè)風(fēng)冷散熱器型材等產(chǎn)品為例，熱阻是指熱量經(jīng)過密齒散熱器與發(fā)熱源、散熱裝置相接觸的交界面時(shí)，界面本身對(duì)熱流呈現(xiàn)出的一種阻力，又稱之為熱阻抗。通常產(chǎn)生接觸熱阻的主要原因是發(fā)熱源與散熱裝置之間看似光滑的接觸面，其實(shí)密布了大量的在顯微鏡清晰可見的縫隙，其縫隙內(nèi)部的空氣就像河流中一個(gè)個(gè)巨大的石頭，阻擋熱流的去路，從而影響了導(dǎo)熱材料的傳熱能力。

　　通常減少導(dǎo)熱材料熱阻的方法是施加壓力讓低硬度導(dǎo)熱硅膠片充分填充接兩者接觸面之間的縫隙，再通過減少硅膠片厚度來降低熱流通過時(shí)間，最后增加的接觸面積來達(dá)到散熱的目的。也可以通過使用高導(dǎo)熱系數(shù)的導(dǎo)熱硅膠片降低熱阻對(duì)熱傳遞的影響。

　　風(fēng)冷型工業(yè)散熱器型材熱阻的計(jì)算公式為：Rsa=(Tj-Ta)／Pc-Rjc-Rcs；型材散熱器熱阻計(jì)算公式是Rzo=Rth+Rthk。式中涉及到的參數(shù)包括：Tj、Ta、Pc、Rjc、Rcs共五個(gè)參數(shù)，需要提供這五個(gè)參數(shù)的數(shù)值才能準(zhǔn)確的算出熱阻的具體數(shù)值，本文詳細(xì)解說一下這五個(gè)參數(shù)的意義。

　　風(fēng)冷型散熱器型材熱阻計(jì)算公式參數(shù)含義：

　　Rja：總熱阻，單位：℃/W；

　　Rjc：器件的內(nèi)熱阻，單位：℃/W；

　　Rcs：器件與散熱器界面間的界面熱阻，單位：℃/W；

　　Rsa：散熱器熱阻，單位：℃/W；

　　Tj：發(fā)熱源器件內(nèi)結(jié)溫度，℃；

　　Tc：發(fā)熱源器件表面殼溫度，℃；

　　Ts：散熱器溫度，單位：℃；

　　Ta：環(huán)境溫度，單位：℃；

　　Pc：器件使用功率，單位：W；

　　風(fēng)冷冷卻時(shí)，熱阻值會(huì)隨空氣的溫度、濕度、氣壓而變，綜合大功率半導(dǎo)體器件工作時(shí)氣候條件設(shè)定為：一個(gè)大氣壓、40℃、相對(duì)濕度不超過90%的某一不變的固定值?？諝獾牧魉龠h(yuǎn)小于聲速。如小于7m/秒?？諝獾牧鲃?dòng)已處于穩(wěn)定狀態(tài)。如散熱器由若干片金屬平板組成，其傳熱熱阻只與散熱片總表面積A、空氣流動(dòng)方向的平板長度L、風(fēng)速us(空氣流動(dòng)速度)及空氣的傳熱系數(shù)K有關(guān)。

　　散熱器與空氣間的傳熱熱阻：Rthk=1/1.16 hA(℃/瓦)，式中A為散熱器面積。

　　“傳熱與傳質(zhì)”一書對(duì)平板的湍流受迫對(duì)流(風(fēng)冷)傳熱提出一系列公式。

　　散熱器熱阻Rsa=(Tj-Ta)／Pc-Rjc-Rcs式中：Rsa（散熱器熱阻）是選擇散熱器的主要依據(jù)。Tj和Rjc是發(fā)熱源器件提供的參數(shù)，Pc是設(shè)計(jì)要求的參數(shù)，Rcs可從熱設(shè)計(jì)專業(yè)書籍中查表,或采用Rcs=截面接觸材料厚度/（接觸面積X接觸材料導(dǎo)熱系數(shù)）。

　　工業(yè)鋁型材散熱器熱阻計(jì)算公式：

　　計(jì)算公式：Rzo(總熱阻)=Rth(散熱器內(nèi)固體傳熱)+Rthk(散熱器與空氣間的傳熱熱阻)

　　Ks為散熱器金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)。20℃時(shí)，純鋁：KS=175.6千卡/小時(shí)米℃;

　　Us為散熱器出風(fēng)風(fēng)速m/s。

　　Us為散熱器出風(fēng)風(fēng)速m/s。

　　鋁型材散熱器來說參數(shù)Ks、b、n、S都是常數(shù)。用此公式即可求出不同長度L、不同風(fēng)速us條件下的總熱阻，并可作出相應(yīng)曲線。

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