热设计和热分析基础知识培训
1 为什么要进行热设计
在许多现代化产品的设计，特别是可靠性设计中，热的问题已占有越来越重要的地位：电子产品：高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。从而导致整个产品的性能下降以至完全失效。这对于无论民用或军用产品都是一个重要问题。
航天产品，如卫星、载人飞船等，对内部温度环境有非常严格的要求；再如宇航员的装备，既要保证宇航员的周围环境，又要灵活、轻便。对于处于宇宙环境中的产品还要考虑超低温的影响等。
建筑方面：环保和节能的要求，冬季的保温和夏季的通风、降温等。各种家电产品自身的热设计和对周围环境的影响。实际上，热设计并不是什么新的东西，在日常生活中，在以往的产品中，都有意无意的使用了热设计，只是没有把它提高到科学的高度，仅仅凭经验在做。比如：在电子产品的设计中，如何合理的布置发热元件，使其尽量远离对温度比较敏感的其它元器件；合理的安排通风器件(风扇等)，通过机箱内、外的空气流动，使得机箱内部的温度不致太高；还有生产厂房中如何合理安排通风和排气设备，以及空调、暖气设备等，以达到冬季的保温和夏季的通风、降温要求，为工人提供一个较为舒适的工作环境。家居方面，则通过暖气、风扇、空调等为居民提供一个较为舒适的生活环境。
各种载人的交通工具，如汽车、火车、飞机等也都需要考虑如何为乘客提供舒适的环境。所有这些，说到底都是与热设计有关的问题，过去要求不高，凭经验就可以基本满足要求。但是，随着技术的进步，要求越来越高，光凭经验就不够了。
1.1 热设计的目的
根据相关的标准、规范或有关要求，通过对产品各组成部分的热分析，确定所需的热控措施，以调节所有机械部件、电子器件和其它一切与热有关的组份的温度，使其本身及其所处的工作环境的温度都不超过标准和规范所规定的温度范围。对于电子产品，最高和最低允许温度的计算应以元器件的耐热性能和应力分析为基础，并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。对于航天产品，必须同时考虑严酷的空间环境(超低温-269。C、太阳辐射、轨道热等) 和内部的热环境，尤其是载人航天器，其热设计的要求也更加复杂和严格，难度也更大。
1.2 热设计的基本问题
1.2.1 发生和耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度；
1.2.2 热量以生热(其它能量形式->热能)、导热、对流及辐射进行传递，每种形式传递的热量与其热阻成反比；
1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数；
1.2.4 所有的热控系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条件，同时满足可靠性要求；
1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行权衡分析，折衷解决；
1.2.6 热设计中允许有较大的误差–源于各种热条件的不确定性，例如同类电子元器件，其热耗的分散性；空气的湿度使得对流换热的效果有较大不同；
1.2.7 热设计应考虑的因素：包括结构与尺寸、系统各组成部分的功耗、产品的经济性、与所要求的结构和元器件的失效率相应的温度极限、(对于载人航天还要考虑人能忍受的极限条件)、结构和设备、电路等的布局、工作环境(外部环境和内部环境)
1.3 热设计应遵循的一些原则(主要针对电子产品)
1.3.1 热设计应与电气设计、结构设计同时进行，使热设计、结构设计、电气设计相互兼顾;
1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准;
1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求，以保证整个产品均能在设定的热环境中长期正常工作。
1.3.4 每个元器件的参数选择及安装位置及方式必须符合散热要求；
1.3.5 在进行热设计时，应考虑一定的设计余量，以免使用过程中因工况发生变化而引起的热耗散及流动阻力的增加。
1.3.6 在规定的使用期限内，热控系统(如风扇、加热器等)的故障率应比元件的故障率低；
1.3.7 热设计应考虑产品的经济性指标，在保证热控要求的前提下使其结构简单、可靠且体积最小、成本最低；
1.3.8 热控系统要便于监控与维护。
2 热设计的基本知识
2.1某些基本概念
(1) 温升
指产品内部空气温度或结构、零部件、元器件温度与环境温度的差。
(2) 热耗
指电子元器件或设备正常运行时产生的热量。热耗不等同于功耗，功耗指器件或设备的输入功率。一般电子元器件的效率比较低，大部分功率都转化为热量。计算元器件温升时，应根据其功耗和效率计算热耗，知道大致功耗时，对于小功率设备，可认为热耗等于功耗，对于大功耗设备，可近似认为热耗为功耗的75%。其实为给设计留一个余量，有时直接用功耗进行计算。但注意电源模块的效率比较高，一般为70%～95 %，对同一个电源模块，输出功率与输入功率之比越小，效率越低。热耗的单位为W。
(3) 热流密度
单位面积上的传热量，单位W/m2。
(4) 热阻
热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，定义为1W 热量所引起的温升大小，单位为℃/ W 或K / W。用热耗乘以热阻，即可获得该传热路径上的温升。
(5) 导热系数
表征材料导热性能的参数指标，它表明单位时间、单位面积、负的温度梯度下的导热量(热量从高温区域流向低温区域)，单位为W/m ·K ·或W/m ·℃。
(6) 对流换热系数
反映两种介质间对流换热的强弱，表明当流体与壁面的温差为1 ℃时，在单位时间通过单位面积的热量，单位为W/m ·K 或W/m ·℃(热量从高温物体流向低温物体) 。
(7) 层流与紊流(湍流)
层流指流体呈有规则的、有序的流动，换热系数小，热阻大，流动阻力小；
紊流指流体呈无规则、相互混杂的流动，换热系数大，热阻小，流动阻力大。层流与紊流状态一般由雷诺数来判定。在热设计中，尽可能让热耗大的关键元器件周围的空气流动为紊流状态，因为紊流时的换热系数会是层流流动的数倍。
(8)流阻
反映流体流过某一通道时所产生的静压差。单位- 帕斯卡(Pa)。
(9) 黑度
实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比，在0～1 之间。它取决于物体种类、表面状况、表面温度及表面颜色。表面粗糙，无光泽，黑度大，辐射散热能力强。
(10) 雷诺数Re (Reynlods)
雷诺数的大小反映了空气流动时的惯性力与粘滞力的相对大小，雷诺数是说明流体流态的一个相似准则数。
(11) 普朗特数Pr (Prandtl)
普朗特数是说明流体物理性质对换热影响的相似准则数。空气的Pr数可直接根据定性温度从物性表中查出。
(12) 努谢尔特数Nu(Nusseltl)
反映出同一流体在不同情况下的对流换热强弱，是一个说明对流换热强弱的相似准则数。
2.2 热量传递的基本方式
简单考虑流体情况下的正交异性瞬态热分析的基本方程：
其中：
T –温度T(x,y,z,t) (K 或C)；t –时间(s)；
ρ - 密度(kg / m3)；
c –比热(J / kg / K)；
Kx,Ky,Kz –三个方向的导热系数(W/m · K 或W/m ·℃)；
Vx,Vy,Vz –三个方向的热质量迁移速度(kg / s)
q’ - 单位体积的生热率(W / m3)
热流传递方式：
热量传递主要有三种方式：导热、对流和辐射，它们可以单独出现，也可能两种或三种形式同时出现。
(1) 导热：
导热是在连续介质中由于存在温度梯度所产生的传热现象。对于一块厚度L 的平板，若两表面保持温差ΔT，则平板两表面间的热流为：
q = λ·A ·ΔT ·L = A ·ΔT / R (2-2)
λ --- 导热系数，W/m · K 或W/m ·℃；
A --- 导热方向上的截面面积，m2；
R --- 导热热阻(1 / λ/ L), ℃/W
根据方程的形式，可以看出，要增加热量传递q，可以增加导热系数，选用导热系数高的材料；增加导热方向上的截面积；减小导热方向上的距离。
当传递的热量一定时，增加导热系数、截面积或两个表面的距离，将使温差减小。
(2) 对流的基本方程：
对流是由固体与流经其表面的流体之间存在的温差产生的换热现象。流入固体表面的热流为：
q = h·A ·(Ta-Tw) (2-3)
h --- 对流换热系数，W/m2 · K 或W/m2 ·℃；
A --- 有效对流换热面积，m2；
tw --- 固体表面温度，℃；
ta --- 周围介质温度，℃；
由方程可见，要增强对流换热，可以加大换热系数和换热面积，或增大流体与固体之间的温差。
对流换热的方式又可分为自然对流换热和强迫对流换热。
(3) 辐射的基本方程：
两个相互发生辐射的表面之间的辐射热交换为：
其中：
εi，εj --- 分别为两个表面黑度系数;
Fij --- 表面i 到表面j 的视角系数。即表面i 向空间发射的辐射落到表面j 的百分数。
Ai，Aj --- 分别为物体i，j 的有效辐射面积，m2 ；
Ti, Tj --- 分别为物体i 和物体j 表面的绝对温度，K ；
σ --- Stefan-Boltzmann 常数
由方程可见，要增加辐射换热，可以提高热源表面的黑度和到冷表面的视角系数，增加表面积。
关于视角因子：
面Ai 与面Aj 之间的视角因子定义为：
其中：
Ai、Aj –两个表面的面积；分割为若干小面积dAi、dAj；
Ni、Nj - 小面积dAi、dAj 的法线；
r - 小面积dAi、dAj 的距离；
θi、θj –小面积dAi、dAj 的法线与r 的夹角。
2.3 增强热传递的方式
以下一些具体的热传递增强方式就是根据基本传热方程来增加热的传递，反之则可以减少热的流失：
(1) 增加有效传热面积；
(2) 增加流过表面的风速，从而增大对流换热系数；
(3) 增加扰动，破坏层流边界层，而紊流的换热强度是层流的数倍。如换热壁面上的不规则凸起可以破坏层流状态，加强换热；针状散热器和翅片散热器的换热面积一样，而换热量却可以增加30%。
(4) 尽量减小导热界面的接触热阻。在接触面可以使用导热硅胶（电绝缘性能好）或铝箔等材料。
(5) 设法减小热阻。如在屏蔽盒等封闭狭小空间内的器件主要通过空气的受限自然对流和导热、辐射散热，由于空气的导热系数很小，所以热阻很大。如果将器件表面和金属壳内侧通过导热绝缘垫接触，则热阻将大大降低，可减小盒内器件的温升。
相对而言，导热和辐射的传热方式比较单一，因此下面主要介绍两种对流换热方式–自然对流换热和强迫对流换热。
3 自然对流热设计
当发热表面温升为40 ℃或更高时，如果热流密度小于0.04 W / cm，则一般可以通过自然对流的方式冷却。
自然对流主要通过空气受热膨胀产生的浮升力使空气不断流过发热表面，实现散热。这种换热方式不需要任何辅助设备，所以不需要维护，成本最低。只要热设计和热测试表明系统通过自然对流足以散热，应尽量不使用风扇。
3.1 自然对流热设计要考虑的问题
合理全面的自然对流热设计必须考虑如下问题：
(1) 元器件布局是否合理
(2) 是否有足够的自然对流空间
(3) 是否充分运用了导热的传热途径
(4) 使用散热器。对于个别热流密度较高的元器件，如果自然对流时温升过高，可以使用散热器以增加散热表面。
(5) 充分运用辐射的传热途径，如将高温器件的热量通过辐射传递给机箱再向外辐射。
(6) 其他的冷却技术。如果高热流密度元器件附近的空间有限，无法安装大散热器，可以采用冷管，将热量导到其他有足够空间安装散热器的位置。
(7) 采用热分析技术
综合考虑上述问题时，将会有许多不同的结构布局方案，用一般的理论公式较难分析有限空间的复杂流动和换热，也难以比较方案的好坏。最好采用热设计仿真分析软件对整个结构(包括各种设备、元器件，以至人员等) 建模、划分网格并计算，然后可以方便地改动布局方案再次计算，比较不同方案的计算结果，即可获得最佳的或满足要求的方案。
现在已经推出了许多热分析的专用软件，水平也在不断提高。
4 强迫对流换热
当自然对流方式散热不能满足设计要求，或者虽能满足要求但散热器和机箱体积会很大时，就必须采用强迫对流的方式散热。强迫对流的最简单方式是强迫风冷，即使用风扇进行散热，采用风扇冷却可以将散热器和机箱的体积减小许多。
风扇冷却又可分为抽风和吹风两种方式，以及选择不同的风扇等；同时还要考虑风扇的噪音等因素。比如轴流风扇在大风量，低风压的区域噪音最小；而离心风机在高风压，低风量的区域噪音最小；注意不要让风扇工作在高噪音区。此外，风扇进风口受阻挡所产生的噪音比其出风口受阻挡产生的噪音大好几倍，所以一般应保证风扇进风口离阻挡物一定的距离，以免产生额外的噪音。
对于内部空间较小，或由于其它原因而不能采用风冷的情况，如果有可能，还可以使用其它流体进行冷却，如水冷或其它介质。
5 热设计的主要步骤
热设计是整个系统设计的一部分，对某些系统而言，它可能占据相当重要的地位。比如在航天产品的设置中就是如此。但是，热设计又不是一个完全独立的内容，它往往与其它专业(结构设计、内部布局、电磁兼容要求等) 的设计耦合在一起，必须综合考虑才能使整个产品达到优异的性能。
5.1 系统分析
通过对整个产品需求的分析，提出对热设计的要求。在热设计方面，主要考虑：
(1) 环境条件
不同用途的产品会遇到不同的热环境，对于航天产品，其热环境具有以下特点：
航天器热环境的一些特点：
a. 航天器上的设备依靠向宇宙空间的热辐射实现散热，空间环境温度为-269 ℃，没有空气，是高真空的环境。
b. 航天器要经受太阳的直接热辐射，行星及其卫星的反照，以及行星与卫星阴影区的深度冷却。故在航天器表面应有合适的涂层，它既可以吸收来自太阳的辐射热，又可以为航天器及内部设备提供极好的隔热。
c. 在航天器内部，由于没有空气，导热和辐射是两种主要的热控制方法。在电子元器件允许的温度范围内，导热作用比辐射更显著。
此外，根据载人还是不载人，宇航员在舱内是否穿宇航服，在舱内还是舱外使用等不同条件，也各有不同的热环境。
(2) 内部设备对热环境的要求
航天器内部往往搭载了不同类型的设备或人员，对于所处的热环境有不同的要求。其中人员对其周围热环境的要求可能是最高的，其次是电子设备，而机械设备的要求一般是最低的。此外，一些科学试验会提出各异的要求。只有弄清楚各类人员和设备对环境的要求，才能考虑如何来实现这些要求。
(3) 热源分析
为了进行热设计，必须了解可能对航天器产生影响的所有热源，包括来自外部环境的热源和内部热源(人员、电子设备、机械设备等)，进行综合考虑。
(4) 其它设计要求对热设计造成的限制条件
热设计与结构设计、设备布局、电磁兼容要求等常常会发生矛盾，必须全面平衡各方要求，找出兼顾各方面要求的合理方案。航天器的大小、重量等受到严格限制，也会给热设计带来较大困难。现有的技术能力也会对热设计造成很大的限制。
可见，热设计只是整个系统工程中的一部分，满足热设计的要求不能只从热设计单方面考虑，必须在对整个系统的准确分析、对各方面因素综合考虑的基础上，提出对热设计的具体要求和制定解决热问题的基本方案。
5.2 初步热设计
根据系统分析对热设计提出的主要要求和基本方案，接下来应该进行初步热设计，即将基本方案具体化。这项工作应该与整个系统的初步设计同步进行(或略迟于结构设计、设备布局等)。内容应当包括(但不限于)：分析确定必要的散热和/或加热需求；为实现热传递所采用的方法；是否和如何采用热控措施；与其它专业之间的协调，等。
5.3 初步热分析
对初步热设计形成的方案进行热分析，一判断其是否能够满足系统对热设计的要求。根据分析结果可以对初步设计方案进行修正、调整。
5.4 初步试验验证
如果有条件，可以对初步设计方案进行试验验证。
以上内容(5.2～5.4 )，是与系统的初步设计同步进行的。一般情况，在系统的初步设计完成后，会制造样机进行各项功能试验，以考核设计是否满足要求。这同时也是对初步热设计的一次考核。
在完成系统的初步设计和考核之后，一般情况总是会对整个系统，包括热设计在内各个专业的设计，提出改进的要求。然后各个子系统应该根据这些要求改进设计，进行分析和验证，直到整个系统达到设计要求为止。
6 热分析的主要步骤
当总体设计方案确定并完成一个具体设计之后，可以进行热分析。一般情况，热分析可以按照如下步骤执行(主要依据I-deas软件的TMG 模块)：
(1) CAD 建模，或者将结构设计人员提供的CAD 模型转换到分析软件中。
(2) 研究几何模型和热分析要求，确定热分析方案，包括：分析内容、网格划分方案、载荷和约束类型、计算工况、求解方法等。
(3) 划分有限元网格：包括几何网格和热分析专用的网格；如果需要CFD 分析，还要划分CFD 专用的网格。
(4) 施加载荷和边界条件。
(5) 确定与求解有关的参数(计算时间、步长、求解方法及响应参数选择等)。
(6) 试算：通过试算发现问题和解决问题。
(7) 正式计算。
(8) 计算结果分析：分析计算结果是否合理，找出可能的问题，解决问题后重新计算。
(9) 如果计算结果是合理的，则应根据计算结果对当前设计作出判断和修改，然后再次提交计算，直到满意为止。
热分析动力学 一、 基本方程 对于常见的固相反应来说，其反应方程可以表示为 )(C )(B )(A g s s +→ （1） 其反应速度可以用两种不同形式的方程表示： 微分形式 )(d d αα f k t = （2） 和 积分形式 t k G =)(α （3） 式中：α――t 时物质A 已反应的分数； t ――时间； k ――反应速率常数； f (α)—反应机理函数的微分形式； G(α)――反应机理函数的积分形式。 由于f （α）和G （α）分别为机理函数的微分形式和积分形式，它们之间的关系为： α αααd /)]([d 1 )('1)(G G f = = （4） k 与反应温度T （绝对温度）之间的关系可用著名的Arrhenius 方程表示： )/exp(RT E A k -= （5）
式中：A ――表观指前因子； E ――表观活化能； R ――通用气体常数。 方程（2）～（5）是在等温条件下出来的，将这些方程应用于非等温条件时，有如下关系式： t T T β0 += （6） 即： β/=t d dT 式中：T 0――DSC 曲线偏离基线的始点温度（K ）； β――加热速率（K ·min -1）。 于是可以分别得到： 非均相体系在等温与非等温条件下的两个常用动力学方程式： )E/RT)f(A t d d αexp(/-=α (等温) （7） )/exp()(β d d RT E f A T -=αα (非等温) （8） 动力学研究的目的就在于求解出能描述某反应的上述方程中的“动力学三因子” E 、A 和f(α)
对于反应过程的DSC 曲线如图所示。在DSC 分析中，α值等于H t /H 0，这里H t 为物质A ′在某时刻的反应热，相当于DSC 曲线下的部分面积，H 0为反应完成后物质A ′的总放热量，相当于DSC 曲线下的总面积。 二、 微分法 2．1 Achar 、Brindley 和Sharp 法： 对方程 )/exp()(β d d RT E f A T -=αα进行变换得方程： )/exp(d d )(βRT E A T f -=α α （9） 对该两边直接取对数有： RT E A T f - =ln d d )(βln αα （10） 由式（11）可以看出，方程两边成线性关系。 通过试探不同的反应机理函数、不同温度T 时的分解百分数，进行线性回归分析，就可以试解出相应的反应活化能E 、指前因子A 和机理函数f(α). 2．2 Kissinger 法
热分析的基础与分析 SII·Nano technology株式会社 应用技术部大九保信明 目录 1．引言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1 2．热分析概要。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1 2-1热分析的基本定义 2-2热分析技术的介绍 2-3热分析结果的主要 3．热分析技术的基本原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3-1 差热分析DTA原理 3-2 差热量热DSC原理 3-3 热重TG 原理 3-4 热机械分析TMA原理 4．应用篇。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 4-1DSC的应用例 4-1-1聚苯乙烯的玻璃化转变分析 4-1-2聚苯乙烯的融解温度分析 4-1-3比热容量分析 4-2TG/DTA的应用例 4-2-1聚合物的热分析测定 4-2-2橡胶样品的热分析测定 4-2-3反应活化能的解析 4-3TMA的应用例 4-3-1聚氯乙烯样品玻璃化温度的测定 4-3-2采用针入型探针对聚合物薄膜的测定 4-3-3热膨胀，热收缩的异向性解析 结束语。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 参考文献
1．前言 与其它分析方法相比，热分析方法研究的历史较为久远，1887年，勒夏特利埃（Le Chatelier）就着手研究差热分析，1915年，我国的本多光太郎开创了热重分析（热天平）。之后，随着电气、电子技术、机械技术的发展，热分析仪器迅速地得到了普及，加之，由于最近该仪器的自动化、计算机化程度的不断提高，热分析技术已作为通用的分析技术之一已被广泛的应用。 热分析技术涉及众多领域，以化学领域为首，热分析技术已广泛应用于物理学、地球科学、生物化学、药学等领域。起初，在这些领域中，热分析主要用于基础性研究。随着研究成果的不断积累、扩大，现已被用于应用开发、材料设计，以及制造工序中的各种条件的研究等生产技术方面。近年来，在日本工业标准/JIS等的试验标准、日本药典等的法定分析法中有些也采用了热分析技术。同时，在产品的出厂检验、产品的验收检查等质量管理、工艺管理领域，热分析也已成为最重要的分析方法之一。 作为热分析技术的最常用的方法，本章主要介绍差热分析（DTA）、差热量热分析（DSC）、热重分析（TG）及热机械分析（TMA）的基本原理以及各种测量技术的典型应用示例。 2．热分析的概要 2-1 热分析的定义 根据国际热分析协会（International Confederation for Thermal Analysis and Calorimetry:ICTA）的定义，热分析为： 热分析技术是在控制程序温度下，测量物质（或其反应生成物）的物理性质与温度（或时间）的关系的一类技术。 图1为根据该定义制作的热分析仪器的示意图。所谓热分析是指，如图1所示将试样放入加热炉中，检测使温度发生变化时所发生的各种性能变化的方法。根据要检测不同的物质性能的变化，热分析技术可以分类为几种不同的热分析技术。 图1热分析仪器的示意图
热设计基础（一）：热即是“能量”，一切遵循能量守恒定律 在开发使用电能的电子设备时，免不了与热打交道。“试制某产品后，却发现设备发热超乎预料，而且利用各种冷却方法都无法冷却”，估计很多读者都会有这样的经历。如果参与产品开发的人员在热设计方面能够有共识，便可避免这一问题。下面举例介绍一下非专业人士应该知道的热设计基础知识。 “直径超过13cm，体积庞大，像换气扇一样。该风扇可独立承担最大耗电量达380W的PS3的散热工作”。 以上是刊登在2006年11月20日刊NE Academy专题上的“PlayStation3”（PS3）拆解报道中的一句话。看过PS3内像“风扇”或“换气扇”一样的冷却机构，估计一定会有人感到惊讶。 “怎么会作出这种设计？” “这肯定是胡摸乱撞、反复尝试的结果。” “应该运用了很多魔术般的最新技术。” “简直就是胡来……” 大家可能会产生这样的印象，但事实上并非如此。 PS3的冷却机构只是忠实于基础，按照基本要求累次设计而成。既没有胡摸乱撞，也不存在魔术般的最新技术。
在大家的印象里，什么是“热设计”呢？是否认为像下图一样，是“一个接着一个采取对策”的工作呢？其实，那并不能称为是“热设计”，而仅仅是“热对策”，实际上是为在因热产生问题之后，为解决问题而采取的措施。 如果能够依靠这些对策解决问题，那也罢了。但是，如果在产品设计的阶段，其思路存在不合理的地方，无论如何都无法冷却，那么，很可能会出现不得不重新进行设计的最糟糕的局面。 而这种局面，如果能在最初简单地估算一下，便可避免发生。这就是“热设计”。正如“设计”本身的含义，是根据产品性能参数来构想应采用何种构造，然后制定方案。也可称之为估计“大致热量”的作业。 虽说如此，但这其实并非什么高深的话题。如果读一下这篇连载，学习几个“基础知识”，制作简单的数据表格，便可制作出能适用于各种情况的计算书，甚至无需专业的理科知识。 第1章从“什么是热”这一话题开始介绍。大家可能会想“那接下来呢”？不过现在想问大家一个问题。热的单位是什么？ 如果你的回答是“℃”，那么希望你能读一下本文。 热是能量的形态之一。与动能、电能及位能等一样，也存在热能。热能的单位用“J”（焦耳）表示。1J能量能在1N力的作用下使物体移动1m，使1g的水温度升高0.24℃。
热分析法 摘要： 热分析技术能快速准确地测定物质的晶型转变、熔融、升华、吸附、脱水、分解等变化，对无机、有机及高分子材料的物理及化学性能方面，是重要的测试手段。热分析技术在物理、化学、化工、冶金、地质、建材、燃料、轻纺、食品、生物等领域得到广泛应用。 关键词：热分析法测定高分子材料应用 一、热分析的起源及发展 ?大约公元前五万年前，人类学会使用火； ?公元前2500年，古埃及人留下了带有火与天平的壁画； ?公元前332-330年，古埃及人提炼金时，学会了热重分析方法； ?14世纪时，欧洲人将热重法原理应用于黄金的冶炼； ?1780年，英国人Higgins研究石灰黏结剂和生石灰第一次用天平测量了试样受 热时重量变化； ?1786年，Wedgwood测得粘土加热到暗红时（500-600℃）的失重曲线； ?1899年英国Roberts-Austen第一次使用了差示热电偶和参比物，大大提高了测 定的灵敏度。正式发明了差热分析（DTA）技术； ?1905年，德国人Tammann于在《应用与无机化学学报》发表的论文中首次提出 “热分析”术语，后来法国人也研究了热天平技术； ?1915年日本东北大学本多光太郎，在分析天平的基础上研制了“热天平”即热 重法（TG）； ?1964年美国瓦特逊（Watson）和奥尼尔（O’Neill）在DTA技术的基础上发 明了差示扫描量热法（DSC），美国P－E公司最先生产了差示扫描量热仪，为 热分析热量的定量作出了贡献； ?1965年英国麦肯才（Mackinzie）和瑞德弗(Redfern)等人发起，在苏格兰亚伯 丁召开了第一次国际热分析大会，并成立了国际热分析协会。 二、热分析法原理
Table of Contents 1Introduction (3) 1.1基本参数介绍 (3) 2Activities (4) 2.1Theta-ja (θja) Junction-to-Ambient (4) 2.1.1测量方法 (4) 2.1.2节温计算公式 (6) 2.2Theta-jc (θjc) Junction-to-Case (6) 2.2.1测量方法 (6) 2.2.2节温计算公式 (6) 2.2.3θjc与θja的关系 (7) 2.3Theta-jb (θjb) Junction-to-Board (7) 2.3.1测量方法 (8) 2.3.2节温计算公式 (8) 2.3.3θjc与θja的关系 (8) 2.4Ψ的含义 (9) 2.4.1Ψjb (9) 2.4.2Ψjc (9) 2.5各种封装的散热效果 (9) 2.5.1TI PowerPAD封装的使用注意事项 (10) 3Results (12) 3.1关于θja θjc ΨJB, ΨJT使用问题 (12) 4Discussion (12) 4.1热仿真软件的使用 (12) 5Conclusions (12) 5.1 (12) 6Abbreviations, Definitiones, Glossary (13) 6.1 (13) 7Version (13)
Contents 1 Introduction 1.1 基本参数介绍 一般包括三个参数 θ ja, θjc , θjb ，三种参数所指的散热图示如下。 Ta，Tb，Tc的测试点如下：
【技术讲座】热设计基础（一）：热即是“能量”，一切遵循能量守恒定律 在开发使用电能的电子设备时，免不了与热打交道。“试制某产品后，却发现设备发热超乎预料，而且利用各种冷却方法都无法冷却”，估计很多读者都会有这样的经历。如果参与产品开发的人员在热设计方面能够有共识，便可避免这一问题。下面举例介绍一下非专业人士应该知道的热设计基础知识。 “直径超过13cm，体积庞大，像换气扇一样。该风扇可独立承担最大耗电量达380W的PS3的散热工作”。 以上是刊登在2006年11月20日刊NE Academy专题上的“PlayStation3”（PS3）拆解报道中的一句话。看过PS3内像“风扇”或“换气扇”一样的冷却机构，估计一定会有人感到惊讶。 “怎么会作出这种设计？” “这肯定是胡摸乱撞、反复尝试的结果。” “应该运用了很多魔术般的最新技术。” “简直就是胡来……” 大家可能会产生这样的印象，但事实上并非如此。 PS3的冷却机构只是忠实于基础，按照基本要求累次设计而成。既没有胡摸乱撞，也不存在魔术般的最新技术。 在大家的印象里，什么是“热设计”呢？是否认为像下图一样，是“一个接着一个采取对策”的工作呢？其实，那并不能称为是“热设计”，而仅仅是“热对策”，实际上是为在因热产生问题之后，为解决问题而采取的措施。
如果能够依靠这些对策解决问题，那也罢了。但是，如果在产品设计的阶段，其思路存在不合理的地方，无论如何都无法冷却，那么，很可能会出现不得不重新进行设计的最糟糕的局面。 而这种局面，如果能在最初简单地估算一下，便可避免发生。这就是“热设计”。正如“设计”本身的含义，是根据产品性能参数来构想应采用何种构造，然后制定方案。也可称之为估计“大致热量”的作业。 虽说如此，但这其实并非什么高深的话题。如果读一下这篇连载，学习几个“基础知识”，制作简单的数据表格，便可制作出能适用于各种情况的计算书，甚至无需专业的理科知识。 第1章从“什么是热”这一话题开始介绍。大家可能会想“那接下来呢”？不过现在想问大家一个问题。热的单位是什么？ 如果你的回答是“℃”，那么希望你能读一下本文。 热是能量的形态之一。与动能、电能及位能等一样，也存在热能。热能的单位用“J”（焦耳）表示。1J能量能在1N力的作用下使物体移动1m，使1g的水温度升高0.24℃。
热设计和热分析基础知识培训 1 为什么要进行热设计 在许多现代化产品的设计，特别是可靠性设计中，热的问题已占有越来越重要的地位：电子产品：高温对电子产品的影响：绝缘性能退化；元器件损坏；材料的热老化；低熔点焊缝开裂、焊点脱落。从而导致整个产品的性能下降以至完全失效。这对于无论民用或军用产品都是一个重要问题。 航天产品，如卫星、载人飞船等，对内部温度环境有非常严格的要求；再如宇航员的装备，既要保证宇航员的周围环境，又要灵活、轻便。对于处于宇宙环境中的产品还要考虑超低温的影响等。 建筑方面：环保和节能的要求，冬季的保温和夏季的通风、降温等。各种家电产品自身的热设计和对周围环境的影响。实际上，热设计并不是什么新的东西，在日常生活中，在以往的产品中，都有意无意的使用了热设计，只是没有把它提高到科学的高度，仅仅凭经验在做。比如：在电子产品的设计中，如何合理的布置发热元件，使其尽量远离对温度比较敏感的其它元器件；合理的安排通风器件(风扇等)，通过机箱内、外的空气流动，使得机箱内部的温度不致太高；还有生产厂房中如何合理安排通风和排气设备，以及空调、暖气设备等，以达到冬季的保温和夏季的通风、降温要求，为工人提供一个较为舒适的工作环境。家居方面，则通过暖气、风扇、空调等为居民提供一个较为舒适的生活环境。 各种载人的交通工具，如汽车、火车、飞机等也都需要考虑如何为乘客提供舒适的环境。所有这些，说到底都是与热设计有关的问题，过去要求不高，凭经验就可以基本满足要求。但是，随着技术的进步，要求越来越高，光凭经验就不够了。 1.1 热设计的目的 根据相关的标准、规范或有关要求，通过对产品各组成部分的热分析，确定所需的热控措施，以调节所有机械部件、电子器件和其它一切与热有关的组份的温度，使其本身及其所处的工作环境的温度都不超过标准和规范所规定的温度范围。对于电子产品，最高和最低允许温度的计算应以元器件的耐热性能和应力分析为基础，并且与产品的可靠性要求以及分配给每一个元器件的失效率相一致。对于航天产品，必须同时考虑严酷的空间环境(超低温-269。C、太阳辐射、轨道热等) 和内部的热环境，尤其是载人航天器，其热设计的要求也更加复杂和严格，难度也更大。 1.2 热设计的基本问题 1.2.1 发生和耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度； 1.2.2 热量以生热(其它能量形式->热能)、导热、对流及辐射进行传递，每种形式传递的热量与其热阻成反比； 1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数； 1.2.4 所有的热控系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条件，同时满足可靠性要求； 1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行权衡分析，折衷解决； 1.2.6 热设计中允许有较大的误差–源于各种热条件的不确定性，例如同类电子元器件，其热耗的分散性；空气的湿度使得对流换热的效果有较大不同； 1.2.7 热设计应考虑的因素：包括结构与尺寸、系统各组成部分的功耗、产品的经济性、与所要求的结构和元器件的失效率相应的温度极限、(对于载人航天还要考虑人能忍受的极限条件)、结构和设备、电路等的布局、工作环境(外部环境和内部环境)
廖艳芬，王树荣，骆仲泱，周劲松，余春江，岑可发.纤维素热裂解过程动力学的实验分析研究.浙江大学学报，2002，36（2）. 摘要：尽管针对纤维素热裂解动力学方面的研究以已开展的比较广泛，但其表观动力学的确定认识一个具有争论性的问题，从而对纤维素热裂解机理的描述也就各不相同。廖艳芬等人试图通过纤维素的热裂解动力学研究，对此种想象作出合理的解释，并给出相应的机理描述。纤维素热裂解随温度的升高经历了五个不同的阶段，其中第三阶段是整个过程的主要是部分，期间大量灰分分析出并造成明显失重。实验发现随着升温速率的增加，热滞后现象的加重致使纤维素热裂解各个阶段向高温侧移动；同时高升温速率对炭的生成具有抑制作用，但有利于挥发分的生成。通过对热裂解主反应区的热重分析，采用微商法求得对应的反应动力学参数，以600K作为分界点，低温段的活化能约在267KJ/mol，较高温度段则体现为174 KJ/mol左右的低活化能。纤维素热裂解是一传热传质现象，与化学动力学机制相互影响控制的过程试验条件传热传质过程的影响是造成结论存在差异的内在原因。 随着世界经济持续发展导致对能源需求的高速增长以及大量化石燃料燃烧利用所造成的环境污染，生物质能这一可再生的清洁能源目前已引起了世界各国的高度重视。相比于煤炭等化石燃料，生物质具有低污染排放特点，而且其生产 的零排放，从而对于缓解“温室效应”具有特殊意义。 利用过程中能实现CO 2 生物质能的热化学转换技术是生物质能转换利用研究中的一个重点，其中生物质热裂解作为目前世界上生物质能研究开发的前沿技术，不仅是生物质气化或燃烧等转化过程中的必经步骤，而且其本身就是一种产生高能量密度产物的独立工艺。生物质热裂解是指生物质由于受到外界热效应的影响而发生的热化学转换过程，随着过程的进行，生物质的理化性质发生变化，研究这种变化的趋势不仅有助于了解生物质热裂解进程的演变情况，为生物质热裂解液化技术提供理论基础，同时对开发生物质高效直接燃烧和气化技术也具有重要的工程价值。纤维素作为生物质的主要组成部分，其热裂解行为在很大程度上体现出生物质整体的热裂解规律，因而进行纤维素热裂解过程的研究对生物质热转化利用技术的规模化应用具有重要意义，而对于纤维素热裂解过程的研究通常从其动力学特点入手来解释其过程的发展。 本文采用Perkin-Elmer TGA-7型差示热重分析仪，在程控温度操作条件下以5~50K/min的不同升温速率对纤维素原料在300~1200K的温度下进行动态升温试验，测量物质的物理性质与温度的关系，从而研究其反应动力学。试验用的载气为高纯度氮气，以保持炉内惰性气氛，同时能及时将纤维素热裂解生成的挥发性产物带离样品，从而减少了由于二次反应对试样瞬时重量带来的影响。动力学分析采用的纤维素是从含纤维素为99%的纯棉花中提取，其灰份质量分数为0.01%，粒径为50~60μm，试样量均控制在8mg以内。 2 纤维素热裂解动力学试验结果 在给定的升温速率下，随着原料温度的升高，纤维素热裂解经历了几个不同阶段，主要分为五个区域（见图1）。 的部分，在该区域中生物质除了温度升高外，没有第一区域是从室温开始到T 发生失重，此时试样的性质基本未变化；第二区域是指T0到T1的这个范围，在这个过程中生物质开始失去自由水；在接下的T1至T2的第二区域内，热重曲线几乎成一平台，期间发生微量的失重，这是生物质发生解聚及“玻璃化转变“现象的一个缓慢过程；第三区域是从T2到T4阶段，该区域是生物质热裂解过程的
热设计 林小平
热设计
目录 1 传热学基础 (1) 1.1热传导 (1) 1.2 热对流 (1) 1.3 热辐射 (1) 1.4增强散热的方式 (2) 1.5 基本概念 (3) 2 流体力学基础 (5) 2.1 控制方程 (5) 2.2准则参数 (6) 3 散热方式 (7) 3.1 自然冷却 (7) 3.2 强迫空气冷却 (7) 3.3 液体冷却方案 (7) 3.4 冷板冷却 (8) 3.5 热管 (8) 3.6 热电冷却 (8) 3.7 蒸发冷却 (8) 3.8 相变冷却 (9) 3.9 冷却方式选择 (9) 4 热设计要点 (11) 4.1 热设计的基本步骤和流程图 (11) 4.2 热设计应考虑的问题 (12) 4.3 热设计基本要求 (13) 4.4 热设计基本原则 (13) 5 常见热设计 (14) 5.1 风冷设计 (14) 5.2 液体冷却系统的设计 (17)
5.3 冷板设计 (17) 5.4 热管 (19) 6 热仿真 (21) 6.1 仿真模拟的求解过程 (21) 6.2 软件结构 (22) 6.3 边界条件 (23) 7 热测试 (25) 7.1 热测试概述 (25) 7.2 热负载测试过程 (26) 7.3热测试时的注意事项 (27)
1.传热学基础 热量传递的三种基本方式：导热、对流、辐射。 1.1热传导 导热是在同一种介质中由于存在温度梯度所产生的传热现象。 式中：Φ —热流量，W； —比例系数，热导率或导热系数，W/（m·K）； A —传导换热面积，m2； Δt —导热温差，℃或K； δ —厚度，m。 要想获得较为准确的热分析，首先得获得准确的材料的导热系数。 1.2 热对流 热对流是指在流体中不同温度的东西之间有相对的位移产生时所引起的热量传递的过程。自然对流是指因为流体存在密度的差异而导致的各物质间产生相对的运动；而强迫对流是因为机器（泵或风机）相对运动的影响或其他压力差所产生的。 c h c ? ? t 式中：Φc—热流量，W； hc —比例系数，称为对流传热系数,W/（m2·K）； A —换热面积,m2； Δt —流体与壁面的温差，℃或K； 用于指代对流传热性能好坏的是对流传热系数。 1.3 热辐射 热辐射是指物体因为热的原因使得内能向电磁波转化而引起的辐射过程。 式中：Φr—热流量，W；
[分享]热分析的基础与分析发现一篇不错的文章，对热分析进行了比较详细的介绍，分享给大家。 热分析的基础与分析 SII·Nano technology株式会社 热分析的基础与分析 目录 1．引言 2．热分析概要 2-1热分析的基本定义 2-2热分析技术的介绍 2-3热分析结果的主要 3．热分析技术的基本原理 3-1差热分析DTA原理 3-2差热量热DSC原理 3-3热重TG原理 3-4热机械分析TMA原理 4．应用篇 4-1 DSC的应用例 4-1-1聚苯乙烯的玻璃化转变分析 4-1-2聚苯乙烯的融解温度分析 4-1-3比热容量分析 4-2 TG/DTA的应用例 4-2-1聚合物的热分析测定 4-2-2橡胶样品的热分析测定 4-2-3反应活化能的解析 4-3 TMA的应用例 4-3-1聚氯乙烯样品玻璃化温度的测定 4-3-2采用针入型探针对聚合物薄膜的测定 4-3-3热膨胀，热收缩的异向性解析 结束语 参考文献
1．前言 与其它分析方法相比，热分析方法研究的历史较为久远，1887年，勒夏特利埃（LeChatelier）就着手研究差热分析，1915年，日本的本多光太 郎开创了热重分析（热天平）。之后，随着电气、电子技术、机械技术的发展，热分析仪器迅速地得到了普及，加之，由于最近该仪器的自动 化、计算机化程度的不断提高，热分析技术已作为通用的分析技术之一已被广泛的应用。热分析技术涉及众多领域，以化学领域为首，热分析 技术已广泛应用于物理学、地球科学、生物化学、药学等领域。起初，在这些领域中，热分析主要用于基础性研究。随着研究成果的不断积累 、扩大，现已被用于应用开发、材料设计，以及制造工序中的各种条件的研究等生产技术方面。近年来，在日本工业标准/JIS等的试验标准、 日本药典等的法定分析法中有些也采用了热分析技术。同时，在产品的出厂检验、产品的验收检查等质量管理、工艺管理领域，热分析也已成 为最重要的分析方法之一。作为热分析技术的最常用的方法，本章主要介绍差热分析（DTA）、差热量热分析（DSC）、热重分析（TG）及热机 械分析（TMA）的基本原理以及各种测量技术的典型应用示例。 2．热分析的概要 2-1热分析的定义 根据国际热分析协会（International Confederation for ThermalAnalysis and Calorimetry:ICTA）的定义，热分析为：热分析技术是在控 制程序温度下，测量物质（或其反应生成物）的物理性质与温度（或时间）的关系的一类技术。 图1为根据该定义制作的热分析仪器的示意图。所谓热分析是指，如图1所示将试样放入加热炉中，检测使温度发生变化时所发生的各种性能变
LED封装基本知识 LED（发光二极管）封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯，而且还要能够透光，所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。 封装简介 LED封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的，但却有很大的特殊性。一般情况下，分立器件的管芯被密封在封装体内，封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。而LED封装则是完成输出电信号，保护管芯正常工作，输出：可见光的功，既有电参数，又有光参数的设计及技术要求，无法简单地将分立器件的封装用于LED。 自上世纪九十年代以来，LED芯片及材料制作技术的研发取得多项突破，透明衬底梯形结构、纹理表面结构、芯片倒装结构，商品化的超高亮度（1cd以上）红、橙、黄、绿、蓝的LED产品相继问市，2000年开始在低、中光通量的特殊照明中获得应用。LED的上、中游产业受到前所未有的重视，进一步推动下游的封装技术及产业发展，采用不同封装结构形式与尺寸，不同发光颜色的管芯及其双色、或三色组合方式，可生产出多种系列，品种、规格的产品。 技术原理 大功率LED封装由于结构和工艺复杂，并直接影响到LED的使用性能和寿命，特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。
LED封装的功能主要包括：1.机械保护，以提高可靠性；2.加强散热，以降低芯片结温，提高LED性能；3.光学控制，提高出光效率，优化光束分布；4.供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制等。 LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由芯片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展，LED 封装先后经历了支架式（Lamp LED）、贴片式（SMD LED）、功率型LED（Power LED）等发展阶段。随着芯片功率的增大，特别是固态照明技术发展的需求，对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻，提高出光效率，必须采用全新的技术思路来进行封装设计。 关于LED封装结构说明 LED的核心发光部分是由p型和n型半导体构成的pn结管芯，当注入pn结的少数载流子与多数载流子复合时，就会发出可见光，紫外光或近红外光。但pn结区发出的光子是非定向的，即向各个方向发射有相同的几率，因此，并不是管芯产生的所有光都可以释放出来，这主要取决于半导体材料质量、管芯结构及几何形状、封装内部结构与包封材料，应用要求提高LED的内、外部量子效率。常规Φ5mm型LED封装是将边长0.25mm的正方形管芯粘结或烧结在引线架上，管芯的正极通过球形接触点与金丝，键合为内引线与一条管脚相连，负极通过反射杯和引线架的另一管脚相连，然后其顶部用环氧树脂包封。反射杯的作用是收集管芯侧面、界面发出的光，向期望的方向角内发射。顶部包封的环氧树脂做成一定形状，有这样几种作
2 热设计的基础知识 2.1基本术语 2.1.1 热环境 设备或元器件的表面温度、外形及黑度，周围流体的种类、温度、压力及速度，每一个元器件的传热通路等情况 2.1.2 热特性 设备或元器件温升随热环境变化的特性，包括温度、压力和流量分布特征。 2.1.3 热阻 热量在热流路径上遇到的阻力，反映介质或介质间的传热能力的大小，表明了1W热量所引起的温升大小，单位为℃/W或K/W，可分为导热热阻，对流热阻，辐射热阻及接触热阻四类 （热扩展效应） 2.1.4 导热系数 表征材料导热性能的参数指标，它表明单位时间、单位面积、负的温度梯度下的导热量，单位为W/m.K或W/m.℃ 2.1.5 对流换热系数 反映两种介质间对流换热过程的强弱，表明当流体与壁面的温差为1 ℃时，在单位时间通过单位面积的热量，单位为W/m2.K或W/m2.℃ 2.1.6 流阻 反映流体流过某一通道时所产生的压力差。单位帕斯卡或mm.H2O或巴 2.1.7 定性温度 确定对流换热过程中流体物理性质参数的温度 2.1.8 肋片的效率 表示某一扩展表面单位面积所能传递的热量与在同样条件下光壁所能传递的热量之比 2.1.9 黑度 实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比，它取决于物体种类、表
面状况、表面温度及表面颜色。 2.1.10 雷诺数R e(Reynlods) 雷诺数的大小反映了流体流动时的惯性力与粘滞力的相对大小，雷诺数是说明流体流态的一个相似准则。 2.1.11普朗特数P r(Prandtl) 普朗特数是说明流体物理性质对换热影响的相似准则。 2.1.12 格拉晓夫数G r(Grashof) 格拉晓夫数反映了流体所受的浮升力与粘滞力的相对大小，是说明自然对流换热强度的一个相似准则，G r越大，表面流体所受的浮升力越大，流体的自然对流能力越强。 2.1.13努谢尔特数N u(Nusseltl) 反映出同一流体在不同情况下的对流换热强弱，是一个说明对流换热强弱的相似准则。 2.1.14 传热单元数NTU 为无因次量，其数值反映了在给定条件下所需传热面积的大小，是一个反映冷板散热器综合技术经济性能的指标。 2.1.15 冷板的传热有效度E 衡量冷板散热器在传递热量方面接近于理想传热状况的程度，它定义为冷板散热器的实际传热量和理论传热量之比，为无因次量。 2.1.16 通风机的特性曲线 指通风机在某一固定转速下工作，静压、效率和功率随风量变化的关系曲线。当风机的出风口完全被睹住时，风量为零，静压最高；当风机不与任何风道连接时，其静压为零，而风量达到增大。 2.1.17 系统的阻力特性曲线 系统(或风道)的阻力特性曲线：是指流体流过风道所产生的压力随空气流量变化的关系曲线，与流量的平方成正比。 2.1.18 通风机工作点 系统(风道)的特性曲线与风机的静压曲线曲线的交点就是风机的工作点。 2.2几种容易混淆的概念 2.2.1温度与温升的区别
1、=B1^2 2、=B1+(1-B1)*LN(1-B1) 3、=(1-(1-B1)^(1/2))^(1/2) 4、=(1-(1-B1)^(1/2))^2 5、=(1-(1-B1)^(1/3))^(1/2) 6、=(1-(1-B1)^(1/3))^2 7、=1-2*B1/3-(1-B1)^(2/3) 8、=((1+B1)^(1/3)-1)^2 9、=((1-B1)^(-1/3)-1)^2 10、=(-LN(1-B1))^(1/4) 11、=(-LN(1-B1))^(1/3) 12、=(-LN(1-B1))^(2/5) 13、=(-LN(1-B1))^(1/2) 14、=(-LN(1-B1))^(2/3) 15、=(-LN(1-B1))^(3/4) 16、=-LN(1-B1) 17、=(-LN(1-B1))^(3/2) 18、=(-LN(1-B1))^2 19、=(-LN(1-B1))^3 20、=(-LN(1-B1))^4 21、=LN(B1/(1-B1)) 22、=B1^(1/4) 23、=B1^(1/3) 24、=B1^(1/2) 25、=B1 26、=B1^(3/2) 27、=B1^2 28、=1-(1-B1)^(1/4) 29、=1-(1-B1)^(1/3) 30、=3*(1-(1-B1)^(1/3)) 31、=1-(1-B1)^(1/2) 32、=2*(1-(1-B1)^(1/2)) 33、=1-(1-B1)^2 34、=1-(1-B1)^3 35、=1-(1-B1)^4 36、=(1-B1)^(-1) 37、=(1-B1)^(-1)-1 38、=(1-B1)^(-1/2) 39、=LN(B1) 40、=LN(B1^2) 41、=(1-B1)^(-2)
产品热设计技术规范
前言 本规范根据通信产品热设计相关资料及热实验结果等编制而成。本规范起草单位： 本规范授予解释单位： 本规范主要起草人： 本规范批准人： 目录
1 概述 (1) 1.1 热设计的目的 (1) 1.2 热设计的基本问题 (1) 1.3 热设计应遵循的原则 (1) 2 热设计的基本知识 (3) 2.1 基本概念 (3) 2.2 热量传递的基本方式极其基本方程式 (5) 2.3 增强散热的方式 (6) 3 自然对流散热 (7) 3.1 自然对流热设计应考虑的问题 (7) 3.2 自然对流换热系数的计算 (9) 4 强迫对流散热——风扇冷却 (11) 4.1 风道的设计 (11) 4.2 抽风与鼓风的区别 (16) 4.3 风扇选型设计 (17) 4.4 机柜/箱强迫风冷热设计 (22) 5 单板元器件安全性热分析 (24) 5.1 元器件温升校核计算 (24) 5.2 元器件的传热分析 (27) 5.3 散热器选型参数的确定 (27) 5.4 散热器选用与安装的原则 (29) 6 通信产品热设计步骤 (30) 7 附录 (32) 7.1 热仿真软件介绍 (32) 7.2 参考文献 (32) 本文针对公司产品的特点，提供了热设计的基础理论知识、热设计的基本方法与步骤、热设计的原则等内容。
产品热设计技术规范 第一章概述 1.1 热设计的目的 采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。 1.2 热设计的基本问题 1.2.1 耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度； 1.2.2 热量以导热、对流及辐射传递出去，每种形式传递的热量与其热阻成反比； 1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数； 1.2.4 所有的冷却系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条件，同时满足可靠性要求； 1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行权衡分析，折衷解决； 1.2.6 热设计中允许有较大的误差； 1.2.7 热设计应考虑的因素：包括 结构与尺寸 功耗 产品的经济性 与所要求的元器件的失效率相应的温度极限 电路布局 工作环境 1.3 遵循的原则 热设计应与电气设计、结构设计同时进行，使热设计、结构设计、电气设计相互兼顾; 1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准; 1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求，以保证设备内的元器件均能在设定的热环境中长期正常工作。
华为校园招聘
招聘职位DSP工程师 工作职责1、负责基于GSM/WCDMA/LTE等无线通信标准的算法软件设计、开发、测试和维护； 2、负责多核SOC芯片软件设计、开发和验证工作； 3、分析解决产品商用过程中的算法相关问题，对技术问题的解决进度和质量负责，对商 用产品的功能和性能保障负责。 职位要求1、通信、电子、计算机、信号处理、应用数学等专业，有扎实的计算机基础知识，本科及以上学历； 2、具备通信基础理论知识，有一定的算法理论功底； 3、精通C/C++编程语言； 4、具备一定的软件工程知识，掌握基本软件开发流程和开发工具； 5、具有华为公司系列认证证书(HCIE/HCNP/HCNA)者优先。 招聘职位UCD设计工程师 工作职责用户研究：负责用户研究和用户测试，通过用户行为的定性、定量分析，发现产品用户体验提升的机会点，评估可用性现状； 交互设计：负责设计人机交互场景、任务和操作流程； 视觉设计：负责产品视觉风格和VI设计； 前端技术：负责与设计师配合快速在各种前端平台上构建UI原型。 职位要求1、艺术设计、工业设计、数字媒体、人因工程、交互设计、心理学、计算机等专业本科及以上学历； 2、掌握以下一项或多项技能：平面/3D视觉设计、信息架构设计、界面原型设计、用户测 试、用户行为跟踪与数据挖掘、眼动分析、HTML5/iOS/Android/WP/C/C++/JAVA/Java script/HTML/Flash/CSS等前端界面编程； 3、用户研究和交互设计方向要求英语四级以上，要求逻辑思维能力和沟通协调能力强； 4、动手能力强、熟练掌握各种UI设计工具者优先。
目录 1 概述 (1) 1.1 热设计的目的 (1) 1.2 热设计的基本问题 (1) 1.3 热设计应遵循的原则 (1) 2 热设计的基本知识 (3) 2.1 基本概念 (3) 2.2 热量传递的基本方式极其基本方程式 (5) 2.3 增强散热的方式 (6) 3 自然对流散热 (7) 3.1 自然对流热设计应考虑的问题 (7) 3.2 自然对流换热系数的计算 (9) 4 强迫对流散热——风扇冷却 (11) 4.1 风道的设计 (11) 4.2 抽风与鼓风的区别 (16) 4.3 风扇选型设计 (17) 4.4 机柜/箱强迫风冷热设计 (22) 5 单板元器件安全性热分析................................................24 字串2 5.1 元器件温升校核计算 .. (24) 5.2 元器件的传热分析 (27) 5.3 散热器选型参数的确定 (27) 5.4 散热器选用与安装的原则 (29) 6 通信产品热设计步骤 (30) 7 附录 (32) 7.1 热仿真软件介绍 (32) 7.2 参考文献 (32)
第一章概述 第一章概述 1.1 热设计的目的 采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。 1.2 热设计的基本问题 1.2.1 耗散的热量决定了温升，因此也决定了任一给定结构的温度； 1.2.2 热量以导热、对流及辐射传递出去，每种形式传递的热量与其热阻成反比； 1.2.3 热量、热阻和温度是热设计中的重要参数； 1.2.4 所有的冷却系统应是最简单又最经济的，并适合于特定的电气和机械、环境条件，同时满足可靠性要求； 1.2.5 热设计应与电气设计、结构设计、可靠性设计同时进行，当出现矛盾时，应进行权衡分析，折衷解决； 1.2.6 热设计中允许有较大的误差； 1.2.7 热设计应考虑的因素：包括 结构与尺寸 功耗 产品的经济性 与所要求的元器件的失效率相应的温度极限 电路布局 工作环境 1.3 遵循的原则 1.3.1热设计应与电气设计、结构设计同时进行，使热设计、结构设计、电气设计相互 兼顾; 1.3.2 热设计应遵循相应的国际、国内标准、行业标准; 1.3.3 热设计应满足产品的可靠性要求，以保证设备内的元器件均能在设定的热环境中长期正常工作。 1.3.4 每个元器件的参数选择及安装位置及方式必须符合散热要求； 1.3.5 在规定的使用期限内，冷却系统(如风扇等)的故障率应比元件的故障率低； 1.3.6 在进行热设计时，应考虑相应的设计余量，以避免使用过程中因工况发生变化而引起的热耗散及流动阻力的增加。
热参数 热参数 电子组件热管理技术中最常用也是重要的评量参考是热阻（thermal resistance），以IC封装而言，最重要的参数是由芯片接面到固定位置的热阻，其定义如下： 热阻值一般常用θ或是R表示，其中Tj为接面位置的温度，Tx为热传到某点位置的温度，P为输入的发热功率。热阻大表示热不容易传递，因此组件所产生的温度就比较高，由热阻可以判断及预测组件的发热状况。 早期的电子热传工业标准主要是SEMI标准，该标准定义了IC封装在自然对流、风洞及无限平板的测试环境下的测试标准。自1990年之后，JEDEC JC51委员会邀集厂商及专家开始发展新的热传工业标准，针对热管理方面提出多项的标准，其中包含了已出版的部分、已提出的部分建议提出的部分，热管理相关标准整理成如图一之表格分布。和SEMI标准相比，虽然基本量测方式及原理相同，但内容更为完整，另外也针对一些定义做更清楚的说明。 SEMI的标准中定义了两种热阻值，即θja及θjc，其中θja是量测在自然对流或强制对流条件下从芯片接面到大气中的热阻，如图二（a）所示。由于量测是在标准规范的条件下去做，因此对于不同的基板设计以及环境条件就会有不同的结果，此值可用于比较封装散热的容易与否，用于定性的比较，θjc是指热由芯片接面传到IC封装外壳的热阻，如图二（b），在量测时需接触一等温面。该值主要是用于评估散热片的性能。 和θ之定义类似，但不同之处是Ψ是指在大部分的热量传递的状况下，而θ是指全部的热量传递。在实际的电子系统散热时，热会由封装的上下甚至周围传出，而不一定会由单一方向传递，因此Ψ之定义比较符合实际系统的量测状况。Ψjt是指部分的热由芯片接面传到
学术型硕士研究生培养方案 能源与动力工程学院 动力工程及工程热物理（0807） 学术型硕士研究生培养方案 一、适用学科 动力工程及工程热物理（0807） 工程热物理（080701） 热能工程（080702） 动力机械及工程（080703） 流体机械及工程（080704） 制冷及低温工程（080705） 新能源科学与工程（0807Z1） 流体与声学工程（0807 Z2） 二、培养目标 动力工程及工程热物理一级学科，是研究能量以热和功及其它相关的形式在转化、传递过程中的基本规律，以及按此规律有效地实现这些过程的设备及系统的应用科学及应用基础科学。本学科在整个国民经济和工程技术领域内起着支持和促进的作用，在工学门类中占有不可替代的地位。它综合应用了数学、力学、机械工程、仪器科学、材料科学、电子技术、控制科学及计算机科学等学科的理论、方法和已有成果，形成了独立的理论体系和实践范畴。本学科的基础理论和已有成果广泛应用于交通、工业、农业和国防等众多领域，推动人类社会的能源利用与现代动力技术的发展。常规能源的日渐短缺，人类环境保护意识的增强，使节能、提高能效和发展新能源及其它可再生能源也成为本学科的重要任务。 本一级学科硕士研究生的培养目标是： 1．热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，身心健康，具有良好的科研道德和敬业精神。 2．在本一级学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，了解所属各研究领域的发展现状、趋势和研究前沿；熟练掌握一门外国语；具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，在科学研究或专门技术方面做出实用价值的工作成果；能胜任本一级学科或相邻学科的教学、科研、工程技术工作或相应的科技管理工作。 3．具有创新精神、创造能力和创业素质。 三、培养方向 工程热物理（080701） 1