散熱器熱分析技術方法

❶ 散熱器散熱量怎麼計算

標准散熱量是指供暖散熱器按我國國家標准(GB/T13754-1992),在閉室小室內按規定條件所測得的散熱量，單位是瓦(W)。

而它所規定條件是熱媒為熱水，進水溫度95攝氏度，出水溫度是70攝氏度，平均溫度(95+70) /2=82.5攝氏度，室溫18攝氏度,計算溫差△T=82.5攝氏度一18攝氏度=64.5攝氏度，這是散熱器的主要技術參數。

散熱器廠家在出廠或售貨時所標的散熱量一般都是指標准散熱量。

❷ 散熱技術的散熱方式

對主動式散熱，從散熱方式上細分，可以分為風冷散熱、液冷散熱、熱管散熱、半導體製冷、化學製冷等等。
風冷
風冷散熱是最常見的散熱方式，相比較而言，也是較廉價的方式。風冷散熱從實質上講就是使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。具有價格相對較低，安裝方便等優點。但對環境依賴比較高，例如氣溫升高以及超頻時其散熱性能就會大受影響。
液冷
液冷散熱是通過液體在泵的帶動下強制循環帶走散熱器的熱量，與風冷相比，具有安靜、降溫穩定、對環境依賴小等等優點。液冷的價格相對較高，而且安裝也相對麻煩一些。同時安裝時盡量按照說明書指導的方法安裝才能獲得最佳的散熱效果。
出於成本及易用性的考慮，液冷散熱通常採用水做為導熱液體，因此液冷散熱器也常常被稱為水冷散熱器。
熱管
熱管屬於一種傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質，通過在全封閉真空管內的液體的蒸發與凝結來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點，並且由熱管組成的換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小等優點。其導熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導熱能力。
真空腔均熱板散熱技術
真空腔均熱板技術從原理上類似於熱管，但在傳導方式上有所區別。熱管為一維線性熱傳導，而真空腔均熱板中的熱量則是在一個二維的面上傳導，因此效率更高。具體來說，真空腔底部的液體在吸收晶元熱量後，蒸發擴散至真空腔內，將熱量傳導至散熱鰭片上，隨後冷凝為液體回到底部。這種類似冰箱空調的蒸發、冷凝過程在真空腔內快速循環，實現了相當高的散熱效率。 藍寶石Vapor-X 真空腔均熱板是市場可以見到的產品，有基於GPU和基於CPU兩種類型。
雙壓電冷卻噴射
美國通用電氣GE公司日前公布了一種突破性散熱技術，其體積堪比信用卡，可用於下一代超薄平板、筆記本之中。這種散熱器名為DCJ（Dual Piezoelectric Cooling Jets，雙壓電冷卻噴射），可以理解為一個向電子設備噴射高速空氣的微流風箱，DCJ發出的湍動空氣相比常規的對流空氣10倍提升了熱交換速率。 與現有的散熱設備相比，DCJ散熱器的厚度只有4mm，減少了50%，而功耗只需有風扇散熱器的一半，另外其簡潔的架構相比傳統散熱器也有著更高的可靠性及可維護性。
桑迪亞散熱器（空氣軸承熱交換器）
這種「桑迪亞散熱器」(Sandia Cooler)又叫做「空氣軸承熱交換器」(Air Bearing Heat Exchanger)，最大特點就是讓靜止不動的散熱片高速轉了起來。傳統CPU散熱器中最大的熱交換瓶頸就是附著在散熱片上的死氣(dead air)邊界層，而在桑迪亞散熱器中，熱量通過一個厚度僅僅0.001英寸(25微米)的狹窄空隙從靜止不動的底座上高效轉移到旋轉的散熱片結構上。包裹著散熱片的空氣靜止邊界層有著強大的離心泵效應，使得邊界厚度只有普通情況下的十分之一，從而在更小的空間內顯著提升散熱效率。高速旋轉的熱交換散熱片也基本不存在「藏污納垢」的問題，不會像傳統散熱器那樣隨著時間的流逝積攢一堆難以清除的灰塵。另外，散熱片切割空氣的方式也經過了重新設計，從而大大提升空氣動力效率，噪音極低。
半導體製冷
半導體製冷就是利用一種特製的半導體製冷片在通電時產生溫差來製冷，只要高溫端的熱量能有效的散發掉，則低溫端就不斷的被冷卻。在每個半導體顆粒上都產生溫差，一個製冷片由幾十個這樣的顆粒串聯而成，從而在製冷片的兩個表面形成一個溫差。利用這種溫差現象，配合風冷/水冷對高溫端進行降溫，能得到優秀的散熱效果。
半導體製冷具有製冷溫度低、可靠性高等優點，冷麵溫度可以達到零下10℃以下，但是成本太高，而且可能會因溫度過低導致CPU結露造成短路，而且半導體製冷片的工藝也不成熟，不夠實用。
化學製冷
所謂化學製冷，就是使用一些超低溫化學物質，利用它們在融化的時候吸收大量的熱量來降低溫度。這方面以使用乾冰和液氮較為常見。比如使用乾冰可以將溫度降低到零下20℃以下，還有一些更「變態」的玩家利用液氮將CPU溫度降到零下100℃以下（理論上），當然由於價格昂貴和持續時間太短，這個方法多見於實驗室或極端的超頻愛好者。
提高散熱片的熱傳導能力無論採取哪種散熱方式，都要首先解決如何高效地將熱量從熱源如CPU快速轉移到散熱本體上的問題，如對風冷散熱而言，其需要將CPU產生的熱量以熱傳導轉移到散熱片，然後由風扇高速轉動將絕大部分熱量通過對流(包括強制對流和自然對流)的方式帶走；對液冷散熱同樣如此。在這個過程中，輻射方式直接散發的熱量是極少的，而起決定作用的則是第一步，提高熱傳導的效率，將熱量帶離熱源。
要提高熱傳導的效率，根據「Q=K×A×ΔT/ΔL」的公式，熱傳導能力與散熱片的熱傳導系數、接觸面積和溫差成正比，與結合距離成反比。我們下面逐一對此進行探討。
散熱器材質註：在此部分我們所討論是與散熱器傳導能力有關的部分，即一般意義上的散熱器底座，而非整個散熱器。尤其在探討風冷散熱時這比較容易混淆，因為對風冷而言其底座與鰭片大多為一體，但這二者所承擔的功能與技術實現是完全不同的：散熱片的底座是與CPU接觸，其功能在於吸收熱量並將其傳導到具有高熱容量導體即鰭片，而鰭片則是傳導過程的終點，通過巨大的散熱面積與空氣進行熱交換，最終將熱量散失到空氣中，這是兩個相互獨立的部分，當然，如何恰當地將二者結合起來便是廠商的功力所地了。
CPU的Die通常不到2平方厘米，但功耗卻達到幾十、上百瓦，如果不能及時將熱量傳導出去，熱量一旦在Die中積聚，將會導致嚴重的後果。
對散熱器來說，最重要的是其底座能夠在短時間內能盡可能多的吸收CPU釋放的熱量，即瞬間吸熱能力，這只有具備高熱傳導系數的金屬才能勝任。對於金屬導熱材料而言，比熱和熱傳導系數是兩個重要的參數。

❸ 散熱器散熱量怎麼計算詳細點

散熱量是散熱器的一項重要技術參數，每一種散熱器出廠時都標有標准散熱量（即△T=64.5℃時的散熱量）。但是工程所提供的熱媒條件不同，因此我們必須根據工程所提供的熱媒條件，如進水溫度、出水溫度和室內溫度，計算出溫差△T，然後根據各種不同的溫差來計算散熱量，△T的計算公式：△T＝（進水溫度+出水溫度）／2-室內溫度。 現介紹幾種簡單的計算方法：（一）根據散熱器熱工檢驗報告中，散熱量與計算溫差的關系式來計算。在熱工檢驗報告中給出一個計算公式Q=m×△Tn,m和n在檢驗報告中已定，△T可根據工程給的技術參數來計算，例： 銅鋁復合74×60的熱工計算公式（十柱）是： Q=5.8259×△T（十柱）1.標准散熱熱量：當進水溫度95℃,出水溫度70℃,室內溫度18℃時： △T =（95℃+70℃）/2-18℃=64.5℃ 十柱散熱量: Q=5.8259×64.5=1221.4W 每柱散熱量 1224.4 W÷10柱＝122 W／柱2.當進水溫度80℃,出水溫度60℃,室內溫度18℃時： △T =（80℃+60℃）/2-18℃=52℃ 十柱散熱量: Q=5.8259×52=926W 每柱散熱量 926 W÷10柱＝92.6W／柱3.當進水溫度70℃,出水溫度50℃,室內溫度18℃時： △T =（70℃+50℃）/2-18℃=42℃ 十柱散熱量: Q=5.8259×42=704.4W 每柱散熱量 704.4W ÷10柱＝70.4W／柱（二）從檢驗報告中的散熱量與計算溫差的關系曲線圖像中找出散熱量：我們先在橫坐標上找出溫差，例如64.5℃，然後從這一點垂直向上與曲線相交M點，從M點向左水平延伸與豎坐標相交的那一點，就是它的散熱量（W）。（三）利用傳熱系數Q=K·F·△T 一般來說△T已經計算出來，F是散熱面積，傳熱系數K，可通過類似散熱器中計算出來或者從經驗得到的，這種計算方法一般用在還沒有經過熱工檢驗，正在試制的散熱器中。一般熱工計算都採用檢驗報告中散熱量與計算溫度的關系來計算。