作為一名熱設計咨詢,在培訓學員的過程中,我經常被問到這樣一個問題:在產品設計初期,作為一名沒有任何經驗的工程師,我怎么判斷產品需要用那種散熱方式?
對于工作多年、有豐富設計經驗的工程師而言,散熱方式的選擇似乎并不復雜——只需要知道幾個邊界條件,心中預估,即有大致的譜了。我嘗試了很多辦法將這種思考過程簡化成一種絕對可靠的方法,但都沒有成功。最終得到的結論是:你必須具體問題具體分析。沒有一個普適的公式可以從容地判斷出哪種方式是合理的。前文所述的所謂“心中預估”,實際上綜合了導熱材料性能、常規散熱器效率、常規風扇性能,以及噪聲、防塵、防水等各種因素的快速綜合評估,而一個公式或者三兩句話,顯然不能把這些因素全部揉進去。
熱設計作為一個綜合性非常強的學科,這一階段的快速評估,可謂將這種多學科屬性發揮到極致了。面臨那些對熱設計沒有任何概念的新人,確實勉為其難。
下圖顯示的熱流密度值,強迫空氣的對流換熱系數從0~0.3W/cm2,這個公式,到底怎么用?這張圖當然有其關鍵且重要的指導意義,但可以下定論:它并不能指導工程師去選擇合適的散熱方式。
決定產品散熱方式的三要素:1)產品使用環境;2)產品功率密度;3)產品溫度要求。在產品立項開發初期,必須確認這三個邊界條件,以便得出合理的結論。
說到這里,大家可能會很失望,為什么不能給出一個簡單的公式,讓你一看,就能確定你的產品該用哪種散熱方案。作為技術研發,我們必須嚴謹,一個負責任的答案是:它真的不存在,要想知道,你必須進行大量的測試工作。你會發現,隨著經驗的逐漸豐富,你應對這一問題會越來越輕松。
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