散热器的散热系数-散热器的散热系数一般在多少

2024-11-15 08:19:52

当然可以，但是要有可以将石墨分子排列的技术通过沉积法制作石墨散热器散热系数可以达到2156W/NK，(而且通常市面上用的铝基板散热系数是200~260W/NK，铜的散热系数是360~380W/NK)石墨是主动散热当芯片发光产生热量温度达到45℃时石墨原子就会剧烈跳动进行散热，而且温度越高石墨内的原子跳动越快散热也越快;(目前能够制造出石墨散热器的只有三个国家一个是荷兰、一个是美国、一个就是中国我们公司(墨能亮子科技有限公司);我司生产的石墨散热器是一个主动散热方式可以将内部温度控制在50℃左右，是芯片最佳的原子跳动温度从而可以提高光通量及使用寿命。

最新有效散热方式幅射散热---石墨散热器

固体中的导热主要是由晶格振动和自由电子的运动来实现的。金属中有大量的自由电子，而且电子的质量很轻，能很迅速的传递热量，所以金属有较大的热导率。对于金属导热，晶格振动是次要的;对高聚物固体(石墨散热器)，自由电子很少，因此，高分子中原子的振动是主要的导热机制。

假设晶格中一质点处于较高的温度下，它的热振动较强烈，平均振幅也较大，而其邻近质点所处的温度较低，热振动较弱。由于质点间存在相互作用力，振动较弱的质点在振动较强质点的影响下，振动加剧，热运动能量增加。这样，热量就能转移和传递，使整个晶体中热量从温度较高处传向温度较低处，产生热传导现象。可见，热量是由晶格振动传递的。晶格振动存在两种传导机制，一种是光子传导，在高温下这种机制是主要的。这是由于物质中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态的改变，会辐射出频率较高的电磁波，其中波长在0.4~40um间的可见光的近红外光具有较强的热效应，称为热射线，其传热过程为热辐射。另一种是声子量子化的传导，当温度不太高时是主要的，由声子传导决定的固体热导率的普遍形式为……

由于晶格热振动是非线性的，晶格间存在耦合作用，这会引起声子相互碰撞，使声子的平均自由程减小，这种声子碰撞引起的散射是晶格中存在热阻的主要来源。晶格中的各种缺陷、杂质以及晶粒界面都会引起散射，也等效于声子平均自由程的减小，降低热导率。温度升高时，声子振动能量增加，碰撞几率变大，平均自由程减小，引起热导率降低。

高聚物(石墨散热器)中以共价键为主，不存在自由电子，热传导主要是通过分子(或原子)相互碰撞的声子传导，因此结晶程度就对热导率有重要影响。由于高聚物很难形成完整的单晶体，因此结晶或非晶高聚物的热导率都不高，但结晶度高时热导率也高。在高聚物中，分子内的热导率高于分子间的热导率，所以分子量的增加对热导率的提高有利。在取向的高分子材料中，取向方向上的热导率高于垂直取向方向上的热导率。在很低的温度下，高聚物的热导率随温度的升高而增大，当温度达到100K以上时，热导率随温度的升高而下降，在0~100℃之间，不同高聚物的热导率随温度的变化规律不尽相同，但变化的幅度在10%以内。

散热器热工性能实验限定了哪些因素

散热量是散热器的一项重要技术参数，每一种散热器出厂时都标有标准散热量（即△T=64.5℃时的散热量）。但是工程所提供的热媒条件不同，因此我们必须根据工程所提供的热媒条件，如进水温度、出水温度和室内温度，计算出温差△T，然后根据各种不同的温差来计算散热量，△T的计算公式：△T＝（进水温度+出水温度）／2-室内温度。现介绍几种简单的计算方法：（一）根据散热器热工检验报告中，散热量与计算温差的关系式来计算。在热工检验报告中给出一个计算公式Q=m×△Tn,m和n在检验报告中已定，△T可根据工程给的技术参数来计算，例：铜铝复合74×60的热工计算公式（十柱）是： Q=5.8259×△T　　（十柱）1.标准散热热量：当进水温度95℃,出水温度70℃,室内温度18℃时： △T =（95℃+70℃）/2-18℃=64.5℃ 十柱散热量: Q=5.8259×64.5　　=1221.4W 每柱散热量 1224.4 W÷10柱＝122 W／柱2.当进水温度80℃,出水温度60℃,室内温度18℃时： △T =（80℃+60℃）/2-18℃=52℃ 十柱散热量: Q=5.8259×52　　=926W 每柱散热量 926 W÷10柱＝92.6W／柱3.当进水温度70℃,出水温度50℃,室内温度18℃时： △T =（70℃+50℃）/2-18℃=42℃ 十柱散热量: Q=5.8259×42　　=704.4W 每柱散热量 704.4W ÷10柱＝70.4W／柱（二）从检验报告中的散热量与计算温差的关系曲线图像中找出散热量：我们先在横坐标上找出温差，例如64.5℃，然后从这一点垂直向上与曲线相交M点，从M点向左水平延伸与竖坐标相交的那一点，就是它的散热量（W）。（三）利用传热系数Q=K·F·△T 一般来说△T已经计算出来，F是散热面积，传热系数K，可通过类似散热器中计算出来或者从经验得到的，这种计算方法一般用在还没有经过热工检验，正在试制的散热器中。一般热工计算都采用检验报告中散热量与计算温度的关系来计算。

散热系数如何计算

一、实验目的

（一）掌握热媒为水时散热器热工性能的实验方法。

（二）通过热工性能实验确定散热器散热量或传热系数与计算温差的关系，并求出其金属热强度值。

二、实验原理

（一）散热器的散热量

Q=a（tp-ta）n=a△tb W （1—1）

式中 tp——散热器进出口热媒平均温度，℃；

tp=（tg+tc）

tg——散热器进口处热媒温度，℃；

tc——散热器出口处热媒温度，℃；

a、b——实验确定的系数，主要与散热器构造热媒参数及安装方式等有关；

ta——检测小室基准点空气温度，℃；

（二）热媒输入散热器热量

Q=G（hg-hc） W （1—2）

式中 G——散热器热媒平均质量流量，kg/s；

hg——相应于热媒进口温度tg的焓，j/kg；

hc——相应于热媒出口温度tc的焓，j/kg；

（三）散热器传热系数

K= △tn-1 W/m2?℃ （1—3）

式中 F——散热器散热面积，m2。

（四）散热器金属热强度

g= W/kg?℃ （1—4）

式中 △t——计算温度差，一般可取△t=64.5℃；

g——散热器质量，kg。（无水状态）

由上可见，散热器热工性能实验测量的参数有tg、tc、ta、G、F、g。

三、实验装置

散热器实验装置主要有下列各部分组成：

（一）风冷闭式检测小室空调系统

如图1.1所示。它主要由安装被检测散热器的闭式小室6及其套间5，用于维持小室空气温度稳定的空调系统（包括送回风系统、用于加热和冷却空气的电加热器系统和制冷系统等）组成。

图1.1风冷闭式检测小室空调系统

1 风机 2 风管 3 电热器 4 多叶送风口 5 小室套间 6 检测小室 7 回风口

8蒸发器 9 膨胀阀 10 压缩机 11 冷凝器 12 冷却塔 13 循环水泵 14 供水阀 15 补水阀

（二）散热器热媒循环系统

如图1.2所示。它主要由低位水箱13、循环泵1、高位水箱2、电热锅炉14、散热器6及换向器8等组成。

图1.2 散热器热媒循环系统

1 水泵 2 高位水箱 3 水位计 4 温度计 5 电热器 6 散热器 7 流量计

8 换向器 9 取样器 10 冷却水管 11 量杯 12 天平 13 地位水箱 14 锅炉

（三）散热器进出口热媒温度、检测小室空气温度检测系统及温度控制系统。

（四）热媒冷却及称量系统。

四、实验方法

（一）实验条件

实验必须在稳态条件下进行，即在等时间间隔（一般间隔不超过10分钟）中至少有六次连续测量值，每次测量值与其平均值元差不大于下列范围时即为稳态。

对于热媒系统

水量G ±2%

温度t ±0.2%

热量Q ±1%

对于检测小室

内壁面中心温度 ±0.3%℃

基准点温度 ±0.1%℃

安装散热器那面墙表面温度 ±0.5%℃

（二）参数测量

1、温度测量

本实验利用四线制铂电阻温度计测量温度。先由8840A数字多用表测得电阻值，然后再根据计算公式（或查表）求出温度值。

2、流量测量

采用质量法测量。用MP—4000型电子天平称出取样流体的质量，根据取样的间隔时间求出热媒的质量流量。

3、温度与流量的测量范围

工况流量G

进水温度tg

出水温度ta

空气温度ta

标准G kg/h

95±2℃

75±2℃

20±1℃

G kg/h

80±3℃

tc±3℃

20±1℃

G kg/h

65±5℃

tc±5℃

20±1℃

由tg=95±2℃，tg-tc=20±2℃确定流量G，保持不变，分别测出tg=80±3℃、65±5℃相应的tc值。学生进行实验时，壁面参考点的温度可不测量。

4、温度与流量测量精度

tg、tc、ta ±0.1℃

G ±0.5%

壁面温度 ±0.2℃

5、散热器散热面积及质量测量

五、实验步骤

（一）系统启动前准备工作（由教师完成）

1、安装散热器；2、系统充水、排气；3、配点柜、控制接通电源；4、仪器仪表的调整。

（二）热媒（水）循环系统启动（见图1.2）

1.开启循环水泵1、流量计7浮子漂起；

2.启动低位水箱13和锅炉14的电热器5。

（三）检测小室空调系统启动（见图1.1）

1.启动风箱1及冷却塔风机16；

2.打开冷凝器11的供水阀14和循环泵13，待冷却水系统充满水后关闭阀14，打开冷却塔补水阀15；

3.开启制冷机并观察高、低压压力表的指示值；

4.开启空气加热器。

（四）自动控制系统投入

自控系统必须在热媒系统及检测小室空调系统正常运行后才能投入。

1、散热器入口水温控制

由电子调节器TA—012控制低位水箱13的电加热器5，及电子调节器TA—092和可控硅电压调整器ZK—03控制锅炉14的电加热器5，实现对入口水温的控制。

2、检测小室基准点空气温度控制

由XQCJ—400型自动平衡记录调节仪和可控硅电压调整器ZK—03等控制送风加热器了，实现对小室基准点空气温度的控制。

（五）水量控制

靠手动调节阀门实现。

（六）测量

当系统中温度、流量达到稳定后便可读数记录。每个工况连续读数1小时，每间隔10分钟读一次数。

（七）停车

正好与启动系统的顺序相反。

1、加热器控制系统

先停电热器的控制仪表，后按下有关的控制按扭。

2、检测小室空调系统

先按下制冷机停止按扭，并随即关闭制冷机的吸气阀，待6～10分钟后，关闭风机及冷却水系统。

3、按下循环水泵停止按扭。

六、实验数据整理

（一）

根据测得的数据用*小乘法求（1—1）式中的系数a和b。

（二）求出热传系数K的计算式。

（三）求出△t=64.5℃时散热器金属热强度值q。

（四）计算△t=64.5、60.0、55.0℃的散热量Q，并与有关标准中给出的散热量进行比较。

散热量怎么计算

如何能正确的确定散热器的传热系数K值的实验，对国际化标准组织ISO规定：要应在一个长（ 4±0.2 ）m×宽（ 4±0.2 ）m×高（ 2.8±0.2 ）m的封闭小室内，保证室温恒定下进行，暖气片应无遮挡，敞开设置。国际规定对于暖气片的传热系数是表示：当暖气片内热媒平均温度与室内空气温度的差为1℃时，每㎡散热面积单位时间放出的热量。单位为W/㎡.℃。散热量单位为W。传热系数与散热量成正比。

一般来说：影响铸铁暖气片传热系数的最主要因素是热媒平均温度与室内空气温度的温差△T，暖气片的材质、几何尺寸、结构形式、表面喷涂、热媒温度、流量、室内空气温度、安装方式、片数等条件都会影响传热系数的大小。

对于散热器性能检测标准工况（当△T=64.5℃时），即：热媒进口温度95℃，出口温度70℃，空气基准温度18℃。对于暖气片热工性能均经过国家暖气片质检中心或清华大学建筑环境监测中心按上述标准进行检测，其标定的散热量（W）即在△T=64.5℃时标准工况下的检测结果才是合格的暖气片产品。