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加固计算机热设计及热仿真分析

  随着笔记本电脑的呈现,电脑的运用环境从室内扩展到了沙漠、高原、海洋、天空。为了应对恶劣的运用环境,加固计算机应运而生。加固计算机又称抗恶劣环境电脑,具有环境顺应性强、牢靠性高的特性。

加固计算机

  高牢靠性是加固计算机的重要指标。研讨标明,电子元器件的牢靠性与温度亲密相关,百分之55以上的电子器件失效,都是由于器件温渡过高形成的。因而,加固计算机的热设计曾经成为限制产品性能的重要要素,热设计曾经成为加固计算机的重要研讨方向之一。


  产品消费出来后,经过实验停止了考证。假如达不到指标,就需求重复修正、设计、消费、测试。这种办法请求产品的工况互相接近,需求设计师长期积聚项目,才干进步设计效率。而且存在设计余量过大、设计周期长、后续产品设计难以优化等缺陷。随着计算流膂力学(CFD)的快速开展,它为增强笔记本电脑的热设计提供了一种愈加可持续和办法。


  应用CFD停止热设计主要依托CFD热剖析软件。应用软件求解系统的能量守恒、得到空间和时间上相关物理量定量描绘的数值解,从而到达研讨相关物理现象的目的。


  1热设计的根本理论


  传热方式有三种:热传导、热对流和热辐射。


  傅立叶定律是热传导的根本定律,其数学表达式如下:q”=-λdTdx。


  (1)式中:q”——热流密度(w/m2);


  λ——资料的导热系数或导热系数(w/(m·k))。


  在电子产品的正常工作温度范围内,资料的导热系数根本不随温度变化,因而在热仿真中常常疏忽资料温度对导热系数的影响。


  关于采用强迫对流换热的复杂电子产品,流体大多处于湍流状态,也能够经过计算雷诺数来肯定活动状态。


  对传播热的热量能够用牛顿冷却定律计算,其表达式为:φ=h×a(TW-TF)


  (2)公式中:φ—热量(W);


  h——传热系数(w/(m·k));


  a--固体外表换热面积(m2);


  Tf—流体温度(k);


  Tw-固体外表度-天(k)。


  对传播热过程的强度由传热系数h来反映


  辐射热传送能够经过斯蒂芬-玻尔兹曼定律计算


  φ=ε×σ×A1×F12×(T14-T24)


  a1——辐射面1的面积(平方米);


  F12——辐射平面1相关于辐射平面2的角度系数;


  T1,T2——分别代表辐射外表1和辐射外表2的温度(k)。



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