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自然对流平板散热经验公式验证

coolingme

参考资料:

http://www.electronics-cooling.com/2001/08/simplified-formula-for-estimating-natural-convection-heat-transfer-coefficient-on-a-flat-plate/

层流状态,自然对流平板计算温升:

平板位置 C n

垂直 1.42 0.25

水平 热面朝上 1.32 0.25

水平 热面朝下 0.59 0.25

水平 热面朝下

注意:此平板只依靠一面来散热,另外一面不参与对流。

已知条件:Q=1W 边长100x100mm.

下面比较三种放置方式

垂直放置。常数C=1.42 n=0.25

垂直放置

根据公式计算对流系数:

1. 假设一个温升,比如40℃,则会计算出h=6.35。

2. 带入公式Q=h*A*deltT,(注意A=2*100*100mm2)得出deltT=7.87K,与假设不符。

3. 再设温升为8℃,计算出h=4.247,重复步骤3得出deltT=11.774℃。还有偏差。

4. 继续设温升为12℃,计算出h=4.7,重复步骤3,得出deltT=10.639℃。很接近了。

5. 继续重复步骤3,得出最后的温升为11℃。

用flotherm验证:

一个PCB 厚度1.6mm,单面发热(建立component覆盖整个PCB),铜箔覆盖率100%。


水平放置,热面朝下。常数C=1.32 n=0.25

水平放置,热面朝下

-

水平放置,热面朝上。常数C=0.59 n=0.25

结论:

1. 热面朝上与垂直放置的时候,经验公式与仿真结果相差不大。

2. 热面朝下的时候,经验公式计算出来的温升几乎为仿真结果的2倍,问题出在哪里?

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