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      散熱設計指對電子設備的耗熱元件以及整機或系統(tǒng)采用合適的冷卻技術和結構設計，以對它們的溫升進行控制，從而保證電子設備或系統(tǒng)正常、可靠地工作。作者通過 文章向大家詳細介紹產(chǎn)品冷卻設計的原理、方式。希望拋磚引玉，和大家一起討論、學習。
 

      熱傳遞有三種基本方式：導熱（熱傳導）、對流和輻射
 

      (1)導熱（熱傳導）

      由于物體內(nèi)部分子、原子和電子等微觀粒子的熱運動，而組成物體的物質(zhì)并不發(fā)生宏觀的位移，將熱量從高溫區(qū)傳到低溫區(qū)的過程稱為導熱（或熱傳導）。
 
      在氣體中，導熱是氣體分子不規(guī)則熱運動時相互碰撞的結果。氣體溫度越高，其分子運動動能越大，不同能量水平的分子相互碰撞的結果使熱量從高溫處傳到低溫處。
 
      在導電固體中，相當多的自由電子在晶格之間像氣體分子那樣，通過相互碰撞傳遞能量。在不導電的固體中，熱量的傳遞是通過晶格結構的振動，即原子、分子在平衡位置附近的振動來實現(xiàn)的。而對于液體的導熱機理目前尚未獲得統(tǒng)一的認識:一種觀點認為液體的導熱原因類似于氣體分子的相互碰撞，只是液體分子之間的距離較小，分子間的作用力影響大于在氣體分子間的作用力對碰撞過程的影響;另一種觀點認為液體的導熱原因類似于非導電固體，主要依靠彈性波的作用。

 
       (2)對流

      在自由對流傳熱中，上部較熱流體與底部較冷流體間的密度差引起流體上升

      影響自由對流熱阻的重要因素包括流體中的溫度梯度以及表面的位置和方向，如（下表降低自由對流熱阻的方法）

 降低自由對流熱阻的方法

      強迫對流。如果流體的運動是由外力（如風扇或泵）造成的，則這種傳熱過程叫做強迫對流。影響強迫對流熱阻的重要因素包括流體類型，它的速度及表面的外部特征（如圖）

      增強流體湍流是增加強迫對流傳熱系數(shù)的有效方法

      用來帶走熱的流體稱為冷卻劑。空氣是最重要的冷卻劑。減小熱阻的方法如下。

      減小熱阻的方法。

      (3)輻射

      輻射是在真空中進行傳熱的唯一方式，它是量子從熱體（輻射體）到冷體（吸收體）的轉(zhuǎn)移。
 
      不透明物體吸收落在它表面的一部分輻射能量，同時反射掉其余部分能量。吸收和反射的數(shù)量取決于物體表面特性，諸如顏色和粗糙度。理想的黑體吸收全部輻射能量，而理想的晶亮物體是反射所有的能量。一個表面的輻射特性是由一個稱為黑度的無量綱量來表征的。

      副射傳熱速率與輻射體及吸收體溫度的關系
  

 
      黑度也在0和1之間，完全黑體的黑度為1，完全發(fā)光體的黑度為0，實際物體的黑度在0和1之間，典型的金屬和非金屬材料的黑度在（表）給出。

      減小輻射熱阻的方法
 
      a.采用黑度大材料
      b.輻射體對于吸收體要有良好的視角
      c.面積大

      冷卻方法的選擇
 
      冷卻方法的選擇根據(jù)散熱設備的熱密度（表面散熱功率系數(shù)或體積發(fā)熱功率系數(shù)）來確定（圖-發(fā)熱功率系數(shù)）。
    
     表面散熱系數(shù)功率系數(shù)適合用于設備外部散熱形式的選擇；體積發(fā)熱功率系數(shù)適合于設備內(nèi)部散熱形式的選擇（表-冷卻方式的選擇）

 
      冷卻方式的選擇

 
      常用冷卻技術單位面積的最大功率