外壳最佳气流剖面

电器工程 热的 冷却
2022-01-24 19:26:01

我正处于项目的最后一步,我需要一些关于应该使用什么散热配置文件来放置三个风扇进行冷却的建议,如图所示,我有四个替代方案,但我不知道哪个会达到最佳性能在散热方面。

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4个回答

这取决于“最佳性能”是什么,并且在任何情况下,确切的答案都需要进行许多输入未知的计算。

根据经验,您需要在空气经过较热的组件后立即将其排出,并且由于空气湍流有利于热交换,因此吹气比吸气效果更好。所以典型的安排(我在我打开的每台笔记本电脑中都看到过)看起来像这样:

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我通常会选择选项 2,其他条件相同。

假设:

  • 较冷的组件不会对空气温度增加太多,并且可能首先对热更敏感(例如电解液,还有一些沙子)。
  • 热的东西上的散热器在环境温度以上运行得足够远,以至于空气温度的小幅升高并不重要。
  • 压降足够大,使加压箱在风扇曲线上的位置比低压箱更好(此外,如果您过滤进气,这往往会更好),否则 2 或 3 几乎相等。

然而,热管理确实应该在设计的更早阶段考虑,特别是因为选择风扇以使系统在风扇曲线上的正确位置运行并不总是微不足道的,仅仅增加更多的风扇并不总是一个胜利,因为如果您已经在失速点,额外的风扇只会增加噪音。

我认为@Dmitry 有迄今为止最好的框图,但是如果气流从热部件的顶部或进气口逸出,则可能会出现问题,具体取决于机箱的高度和风扇之间的气流阻塞。这无疑提供了最安静的解决方案,因为与独立式无限制风扇相比,网格通风口会产生巨大的涡流空气湍流噪音。

在对如何使用热电偶、烟雾和手电筒冷却 1U 高 19" 180W 机架中的热点进行数晚研究后,我得出结论,通过降低高度来在热点上产生最高湍流空气速度的最佳冷却设计塑料薄膜在进气口(扰流板)上有一个小折痕,在进气口之前开始涡流,然后通过通风口进行进气和排气的层流。

该技术通过使用双低 CFM 风扇(约 1.5 英寸小时)将热锅表面平均空气速度提高约 > 3m/s,并使用聚酯薄膜扰流板直接在热部件。(铁氧体和 Mosfet)

然后,我在铁氧体上添加了一个带环氧树脂的热敏电阻,以调节带有电位器、固定 R 和晶体管的 LM 317,以偏置反馈温度以在 40'C 时开启,并在 45'C 时全速以实现平滑的声音控制。正常无风扇,使用。

当心大型金属盖表面共振,(钢琴音板效果)。

但是,不要使用经典的 PC 风扇位置和 CFM 设计选项,而是使用可能的最大空气速度和风扇叶片上的最小涡流噪声。

就我而言,我在排气口附近有更多的风扇空间,进气口封闭,排气口仅限于热 PSU。

ps

这是我 15 多年前为 AVAYA(nee Lucent)所做的设计,我在 8 周内设计了系统并提高到 1000 单位/月。这是我最好的带风扇的散热设计。

我记得曾经,戴尔有一个“更好”的设计,在增压软管上带有一个“内联”风扇,用于超级“消音器安静”操作,但直接在 CPU 散热器(真空)上产生高速进气流并直接去除热量后面板,而不是在机箱内循环。在本次活动中,只有一个热点。

结论

您可以将气流和压差转换为速度,但热点上的表面速度及其表面积是热流体传递到受发射器热阻限制的点的关键因素。

假设选定的风扇具有轴向结构(如图所示),性能最佳的配置将是#3。原因是轴流风扇如果将空气从外壳中吸出,则效率更高(产生更大的压差,因此产生更大的气流)。第二个考虑是您不想将热空气吹过“较冷”的组件。(我过去见过一台 SFF 戴尔机器,其配置为 #4,而“较冷”的组件恰好是硬盘驱动器,几个月后就会出现故障。大规模召回已经到位)。但是,如果风扇是鼓风机类型的(如笔记本电脑),它们会更好地吹入,因此配置 #5(由 Grigoryev)是好的。

另外:疏散方案的确定还取决于内部结构的整体水力阻抗、粉尘影响要求和所需的噪音水平。轴流风扇可以是三种类型,管轴式、叶片轴式和螺旋桨,以及介于两者之间的任何类型。不同的结构有不同的压力负荷曲线。如果使用一种管轴​​式风扇,那么配置#2 可能更受青睐。刀片服务器在配置#5 中使用堆叠管轴风扇。对于普通的螺旋桨风扇,大多数高档 PC 都在排气侧使用它们,这是有原因的。