电子组装工艺和设备第七节电子设备的强迫风冷2012.ppt

电子组装工艺和设备第七节电子设备的强迫风冷2012;强迫风冷系统的设计原则;强迫风冷设计的基本原则

1）设计的重点在于合理控制气流分配气流；

2）元器件的排布要合理（不发热及发热量小的、耐温性低的、发热量大而导热性差的、导热性好的）

3）发热量大的元件和其他元件可采用热绝缘；

4）元器件排列时，力求对气流的阻力最小；

5）进、出风口尽量远离。;强迫风冷的基本形式

单个元器件的强迫冷却;通风量的计算

整机抽风或鼓风所需的风量应等于各个单元发热元器件所需风量之总和。

根据热平衡方程

所以所需的风量为

式中，Cp——空气的比热；

?—空气的密度；

Qf———通风量；

Q——总损耗功率；

Δt——空气出口与进口温差。;管道的阻力损失

管道阻力损失主要包括沿程阻力损失ΔH1和局部阻力损失ΔH2两部分。

沿程阻力损失就是气流流动时，与管壁间的摩擦而产生的阻力；局部阻力损失是当气体进入或离开管道时，以及管道有弯曲或变更截面时产生的。因为这时气流会发生碰撞和产生漩涡，消耗一定的能量，因而引起阻力损失。通风系统的管道压力损失为摩擦阻力损失与局部阻力损失之和，称为全压，即H=ΔH1+ΔH2

用于电子产品冷却的风机可根据计算的风量和全压进行选择。;通风管道设计原则

通风管道应尽量短

尽量用直管。避免采用急剧弯曲的管道，减少阻力损失，最好在风速较小的地方弯曲。

风道的截面尺寸最好和风机的出口一致，以免因变换截面而增加阻力损失。避免骤然扩展或骤然收缩。

应采用光滑材料做通风道，以减小摩擦损失。

合理设计进风口的结构。一方面尽量使其对气流的阻力最小，另一方面要达到滤尘作用。;对一些大机箱尽可能采用直的锥形风道。;通风机选择及应用;圆筒式

如图所示，其特点是在螺旋桨形叶轮的外面围有圆筒，其叶尖漏损小，效率比螺旋桨式风扇要高。;导叶式

其构造与圆筒式相同，仅在出口或进口处加装导风叶，用以引导气流，减少涡流损失。

前导叶的作用是使进入风机前的气流发生偏转，把气流由轴向引为旋向进入???这样可使叶轮出口气气流的方向均为轴向流出；

后导叶在轴流式风机中应用最广，气体轴向进入叶轮，从叶轮流出的气体绝对速度有一定旋向，经后导叶扩压并引导后，气体以轴轴向流出。

此种风机效率高，静压效率一般可达95%。;离心式通风机

由螺壳、转动的叶轮

及外部的驱动电机等三个

主要部件组成，如图所示。

空气从轴向进入，然后转90°，在叶轮内作径向流动，并在叶轮外周压出，再经螺壳由出风口排出。叶轮由很多叶片组成，其风压由离心力产生。

这类通风机的特点是风压高、风量小，一般用在阻力较大的发热元器件或电子机柜的通风冷却。

;离心式通风机叶片形状可分为前弯式、径向弯式、后弯式三种。;通风机的功率和效率

1）空气理论功率：

2）轴功率：

称为通风机的效率。

一般为0.35—0.65

3）电动机功率：

K为储备功率因数;通风机的选择

选择通风机时需要考虑的因素很多，例如空气的流量、风压的要求、通风机的效率、空气的速度、通风冷却的管道系统、空间大小、噪音以及体积、重量等等，其中主要的参数是风机的风量和风压。;根据电子产品通风冷却系统所需的风量和风压及空间大小选定通风机类型。要求风量大、风压低的设备可采用轴流式通风机，反之可选用离心式通风机。

通风机的类型确定以后，再根据具体的风量和风压要求来选择具体型号的尺寸。

在使用通风机时，应使其噪音控制在允许的强度范围内。通风机安装在机柜上时，可在通风机下面安装减振器；并在通风机出风口处与风管之间接上一段软风管，进行隔振减小噪声。;通风机的串、并联

通风机的串联使用

当通风机的风量能满足需要，但风压小于风道的阻力时，可采用通风机串联，以提高其工作压力。通风机串联时，风量基本上等于每台风机的风量，风压相当于各台风机压力之和，如图所示。;通风机的并联使用

通风机并联使用时，其风压是每个风机的风压，而总风量为各风机风量之和，如图所示。当风道特性曲线平坦时，需增大风量，可采用并联系统。并联使用的优点是气流路径短，阻力损失小，气流分布比较均匀，但效率低。;结构因素对风冷效果的影响

通风机的位置

1）轴流式鼓风系统，风机位于冷空气的入口处，把冷空气直接吹进机箱内，可以提高机箱内的空气压力,并产生一部分涡流，改善换热性能。但通风机电机的热量也被冷空气带入机箱,影响散热效果。