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了解使用散热器有哪几大性能指标?

文章出处:公司动态 责任编辑:东莞市志凌电机科技有限公司 发表时间:2024-11-19
  ​散热器是热水(或蒸汽)采暖系统中重要的、基本的组成部件。热水在散热器内降温(或蒸汽在散热器内凝结)向室内供热,达到采暖的目的。散热器的金属耗量和造价在采暖系统中占有相当大的比例,因此,散热器的正确选用涉及系统的经济指标和运行效果。以下是散热器的几大性能指标:
散热器
热传导率
定义:热传导率也称为导热系数,是衡量散热器材料传导热量能力的物理量。它表示在单位温度梯度下,单位时间内通过单位面积的热量。导热系数越高,材料传导热量就越容易,散热器的散热效率也就越高。例如,铜的导热系数约为 385 - 401W/(m・K),铝的导热系数约为 200 - 237W/(m・K),这意味着铜在传导热量方面比铝更具优势。
影响因素:散热器材料的种类是影响热传导率的关键因素。除了铜和铝,还有一些复合材料和新型材料也用于散热器,它们的导热系数因成分和结构而异。此外,材料的纯度、内部晶体结构和加工工艺等也会对热传导率产生一定的影响。例如,高纯度的铜材其导热性能会更好,而经过特殊热处理的铝合金可以优化其内部晶体结构,从而提高热传导率。
散热面积
定义:散热面积是指散热器与周围空气接触,用于散热的总面积。较大的散热面积能够增加散热器与空气之间的热交换,从而提高散热效率。例如,在 CPU 散热器中,鳍片的设计就是为了增加散热面积。鳍片通常是薄片状结构,数量众多,它们大大增加了散热器与空气接触的面积。
影响因素:散热器的形状、尺寸和结构设计决定了其散热面积。例如,平板式散热器的散热面积主要取决于其长、宽尺寸;而对于带有鳍片的散热器,除了基板面积外,鳍片的高度、厚度、数量和间距等因素都会影响散热面积。合理的鳍片设计可以在有限的空间内实现较大的散热面积,但鳍片间距过小可能会影响空气流动,降低散热效果。
热阻
定义:热阻是衡量散热器阻止热量传递的能力,它是热传导率的倒数。热阻越小,表示热量在散热器中传递的阻力越小,散热性能越好。例如,如果一个散热器的热阻为 0.1℃/W,另一个为 0.2℃/W,那么热阻为 0.1℃/W 的散热器在相同的热功率下,温度上升幅度会更小,散热效果更好。
影响因素:热阻与散热器的材料、结构、尺寸以及散热环境等因素有关。材料的导热系数低、散热面积小、散热器厚度大等因素都会导致热阻增大。此外,散热器表面的污垢、灰尘堆积以及空气流动不畅等情况也会增加热阻。例如,当散热器的鳍片之间被灰尘堵塞时,空气无法顺畅地通过,热量难以散发出去,热阻就会显著增加。
空气流量
定义:空气流量是指单位时间内通过散热器的空气体积。足够的空气流量能够及时带走散热器表面的热量,增强散热效果。在风冷散热器中,空气流量通常由风扇来驱动。例如,一个风扇的风量为 50CFM(立方英尺 / 分钟),这意味着每分钟有 50 立方英尺的空气通过散热器。
影响因素:风扇的转速、尺寸、叶片形状和角度等因素都会影响空气流量。转速越高,风扇产生的风压和风量通常越大,但同时也会产生更多的噪音。风扇尺寸越大,在相同转速下能够推动更多的空气。叶片的形状和角度设计则影响空气流动的效率和方向。此外,散热器的结构设计也会对空气流量产生影响,如鳍片的间距和排列方式应有利于空气的顺畅通过。
噪音水平
定义:噪音水平是指散热器在工作过程中产生的声音强度,通常用分贝(dB)来衡量。在需要安静环境的应用场景中,如家庭电脑、办公室设备等,低噪音散热器是很重要的。例如,一般认为 30 - 40dB 是比较安静的环境声音,散热器的噪音如果超过这个范围,可能会对用户造成干扰。
影响因素:风扇是散热器产生噪音的主要来源。风扇的转速、电机质量、轴承类型和叶片设计等因素都会影响噪音水平。高速旋转的风扇会产生空气流动噪音和机械振动噪音。质量差的电机和轴承可能会产生额外的摩擦噪音。此外,散热器与其他部件的安装是否牢固也会影响噪音,安装松动可能会导致共振,从而增加噪音。
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