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          自然散熱情況下輻射和對流哪個占主導作用-續

          coolingme
          前文:http://m.aji87.cn/info/859.html

          案例1:單個垂直平板自然對流,輻射散熱

          正方形平板,邊長0.1m,面積0.01m^2。環境溫度25℃。

          分別計算對流和輻射散熱部分:

          對流散熱量:

          1466425675-8347-dN5iTy7hmpUiy6St-NxFL8cL9E0g
          根據公式(http://m.aji87.cn/info/864.html



          輻射散熱量:

          1466425676-3217-9wTV1bYV0RB3rtONgkokGgc5Pslg
          根據公式(http://m.aji87.cn/info/859.html

          上述2個公式都是溫差ΔT的函數,其曲線如下圖:

          1466425676-1617-lvnUpixvsA2RFAZIAZBnAPzQI1XQ

          從上圖看出,在各種溫差(表面與環境)時,輻射和對流散熱量幾乎各占一半,輻射散熱還比對流散熱多出約0.4W。

          環境溫度越高,輻射散熱所占的比例越大。因為根據上述公式,對流散熱量只與溫差有關,與環境溫度無關。

          在flotherm里計算不同功耗時的溫差,來判斷上述2公式的準確性。計算結果如下:

           

          1466425678-8596-OA3DIMe-WzrSaMjueFrK5mpvQ6uw

          紅色部分的誤差:仿真計算誤差。

          不同環境溫度下的對流散熱和輻射散熱比較:

          1466425676-4421-xaQku9XC0w3lf7vIez74cYuHxF2g

          1466425676-2581-loEKbel-5iUzWkmsgcM26KHe7xvw

          由上圖可見,環境溫度越高,輻射散熱所占比例越大。

          溫差為36℃時,不同環境溫度下的輻射散熱所占比例如下:

          1466425676-2198-9PZCm0dbtiEs8R4A4uRwgIWLnQXg

          案例2:常見垂直放置的肋片散熱器

          1466425677-3930-6lrfQY4TKhtgMasDKuQaXYn9udFw

          長寬0.1m,高度為17mm

          不同發熱功耗下,對流與輻射散熱分別所占比例。

          1466425679-4416-qbYso4VHt21Q56ezp1Zf4ZU3HElg

          不同環境溫度下,對流與輻射量分別所占比例:

          1466425682-9710-f18PMmLC7MWTlInY-bY9oCQ-ztAQ

          1466425682-1394-JXLr7uH-DQZFBbmm8GW2zrllP3fw

          案例3:常見水平放置的肋片散熱器

          1466425684-2324-ICPJqM-2XoErFlBCQpanxWQnyGNQ

          長寬0.1m,高度為17mm

          不同發熱功耗下,對流與輻射散熱分別所占比例。

          1466425704-7735-htQ4CNYbZcSJoDTdTh75USg1xg0w

          不同環境溫度下,對流與輻射量分別所占比例:

          1466425685-6311-IEYpizdBzSeEhbi96w4JRn5Fdv6Q

          1466425686-4222-vnD6WXYfbCxxjOPvR6wLKmjbgmnA

          這張圖看起來有點怪。

          結論:

          • 一般自然對流散熱設計里面,輻射散熱是不能忽視的。
          • 簡單形狀的散熱器隨著環溫的升高,輻射散熱所占的比例是上升的,一般從35%-50%。

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