电脑散热器的热设计

　　散热器的设计方法

　　自然冷却散热器的设计方法

　　考虑到自然冷却时温度边界层较厚,如果齿间距太小,两个齿的热边界层易交叉,影响齿表面的对流,所以一般情况下,建议自然冷却的散热器齿间距大于12mm,如果散热器齿高低于10mm,可按齿间距≥1.2倍齿高来确定散热器的齿间距.

　　自然冷却散热器表面的换热能力较弱,在散热齿表面增加波纹不会对自然对流效果产生太大的影响,所以建议散热齿表面不加波纹齿.

　　自然对流的散热器表面一般采用发黑处理,以增大散热表面的辐射系数,强化辐射换热.

　　由于自然对流达到热平衡的时间较长,所以自然对流散热器的基板及齿厚应足够,以抗击瞬时热负荷的冲击,建议大于5mm以上.

　　强迫冷却散热器的设计方法

　　在散热器表面加波纹齿,波纹齿的深度一般应小于0.5mm.

　　增加散热器的齿片数.目前国际上先进的挤压设备及工艺已能够达到23的高宽比,国内目前高宽比最大只能达到8.对能够提供足够的集中风冷的场合,建议采用低温真空钎焊成型的冷板,其齿间距最小可到2mm.

　　采用针状齿的设计方式,增加流体的扰动,提高散热齿间的对流换热系数.

　　当风速大于1m/s(200CFM)时,可完全忽略浮升力对表面换热的影响.

　　在一定冷却条件下,所需散热器的体积热阻大小的选取方法

　　在一定的冷却体积及流向长度下,确定散热器齿片最佳间距的大小的方法

　　不同形状、不同的成型方法的散热器的传热效率比较

　　散热器的相似准则数及其应用方法

　　相似准则数的定义

　　相似准则数的应用

　　散热器的基板的优化方法

　　不同风速下散热器齿间距选择方法

　　优化散热器齿间距的经验公式及评估风速变化对热阻的影响的经验公式

　　辐射换热的考虑原则。

　　在所有的冷却方法中应优先考虑自然冷却,只有在自然冷却无法满足散热要求时,才考虑其它冷却.

　　风扇的作用是加快散热片表面空气的流动速度，从而提高散热片和空气的热交换速度。风扇作为风冷散热器的两大重要部件之一，它的性能的好坏往往对服务器散热器效果和使用寿命起着一定的决定性作用。我们在选购服务器风扇的时候，考虑风扇的基本指标有以下几点：

　　1、风扇功率

　　功率越大，风扇风力越强劲，散热效果也就越好。而风扇的功率与风扇的转速又是有直接联系的,也就是说风扇的转速越高，风扇也就越强劲有力。

　　2、风扇转速

　　风扇的转速与风扇的功率是密不可分的，转速的大小直接影响到风扇功率的大小。风扇的转速越高，向CPU传送的进风量就越大，CPU获得的冷却效果就会越好。但是一旦风扇的转速超过它的额定值，那么风扇在长时间超负荷运作之下，本身产生热量也会增高，而且时间越长产生的热量也就越大，此时风扇不但不能起到很好的冷却效果，反而会“火上浇油”，另外，风扇在高速动转过程中，可能会产生很强的噪音，时间长了可能会缩短风扇寿命;还有，较高的运转速度需要较大的功率来提供“动力源”，而高动力源又是从主板和电源中的功率中获得的，一旦超出主板的负荷就会引起系统的不稳定。因此，我们在选择风扇的，同时应该平衡风扇的转速和发热量之间的关系，最好选择转速在3500转至5200转之间的风扇。

　　3、风扇噪声

　　太大的噪音将会影响我们操作电脑的心情，噪音太小通常与风扇的功率有关，功率越大、转速也就越快，噪音自然不可避免的会增大。我们在购买风扇时，一定要先试听一下风扇的噪音，如果太大，那么最好是不要买，除非你有特殊的用途。如今风扇为了减轻噪声都投入了一些设计，例如改变扇叶的角度，增加扇轴的润滑度和稳定度等。现在有很多便宜的风扇用的轴承都是油封的，由铜质外套和钢制轴芯组成，长时间工作之后扇轴润滑度不够，风扇噪音增大、转速减低，这很容易导致机器过热而出现死机现象，严重的时候还有可能把机芯烧坏。现在有许多知名品牌的风扇开始使用滚珠轴承，这种轴承就是利用许多钢珠来作为减少摩擦的介质。这种滚珠风扇的特点就是风力大，寿命长、噪音小，但成本相对较高，只有中高档风扇才可能使用到它。

　　4、风扇排风量

　　风扇排风量可以说是一个比较综合的指标，因此我们可以这么说排风量是衡量一个风扇性能的最直接因素。如果一个风扇可以达到5000转分，不过如果扇叶是扁平的话，那是不会形成任何气流的，所以关系到散热风扇的排风量的时候，扇叶的角度也是很重要的一个因素。测试一个风扇排风量的方法很容易，只要将手放在散热片附近感受一下吹出的风的强度即可，通常质量好的风扇，即使我们在离它很远的位置，也仍然可以感到风流，这就是散热效果上佳的表现。

　　5、风扇叶片

　　同一风扇如果其他部分保持不变，只将叶片由五扇叶改为七扇叶，风量变化可能不会增加多少。但是就风扇的转速而言，七扇叶的转速会低于五扇叶(通风量相同的情况下)，相对的如果采用七扇叶风扇，轴承的磨损，漏油情况较少，风扇的寿命较长。如果五扇叶和七扇叶的转速相同，七扇叶的通风量会更大。风扇的转速越高，相应的寿命就越短，噪音也越大。另外，风扇的扇叶越厚，叶片斜角越大，则风压也越大。扇叶的入口角(以45度为最大)也是决定风扇通风量的重要因素之一。