散熱
heat emission
定義:發(fā)動機通過輻射、對流和傳導(dǎo)向周圍大氣排放的熱。
學(xué)科:機械工程_動力機械_內(nèi)燃機_發(fā)動機設(shè)計和運行
相關(guān)名詞:熱傳導(dǎo) 熱對流 熱輻射 計算機輔助工程
圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
散熱是工程設(shè)計中需要考慮的一個設(shè)計因素,尤其是在電子設(shè)備、機械設(shè)備等領(lǐng)域中。散熱的重要性有以下幾點:
1.保護電子元件。電子設(shè)備在運行過程中會產(chǎn)生熱量,如果產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)出去,就會導(dǎo)致電子元件的溫度升高,從而影響其性能和壽命,甚至引起故障。
2.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。有效的散熱設(shè)計可以確保系統(tǒng)在長時間運行下保持穩(wěn)定,減少因過熱而導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰或性能下降。
3.優(yōu)化能源利用。通過合理的散熱設(shè)計,可以減少能源浪費,提高能源利用效率。
散熱的基本方式主要包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。
1.熱傳導(dǎo):熱量通過媒介從高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域,并且不引起任何形式的宏觀相對運動。在電子設(shè)備中,熱傳導(dǎo)通常通過導(dǎo)熱材料(如金屬散熱器)實現(xiàn)。
2.熱對流:通過流體的流動來傳遞熱量的過程。在電子設(shè)備中,熱對流通常通過風(fēng)扇等方式實現(xiàn)。
3.熱輻射:物體以電磁波的形式向外發(fā)射熱量的過程。雖然熱輻射在電子設(shè)備散熱中的貢獻相對較小,但因輻射不需要中間介質(zhì),在某些特殊情況下(如太空環(huán)境中)需要考慮熱輻射對散熱的影響。
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,散熱設(shè)計越來越依賴于計算機輔助工程(Computer Aided Engineering,簡稱CAE)技術(shù)來提高設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.熱仿真分析。模擬電子設(shè)備在不同工況下的熱分布情況,預(yù)測會出現(xiàn)的熱問題,并評估散熱設(shè)計的有效性。
2.優(yōu)化設(shè)計?;跓岱抡娣治龅慕Y(jié)果對散熱設(shè)計進行優(yōu)化。例如通過修改散熱器的形狀、尺寸和材料,或者改變風(fēng)扇的尺寸、轉(zhuǎn)速等參數(shù),以達到更好的散熱效果。
3.熱應(yīng)力分析。在熱仿真分析的基礎(chǔ)上,CAE技術(shù)還可以進行熱應(yīng)力分析。這種分析可以評估電子設(shè)備在溫度變化過程中可能產(chǎn)生的熱應(yīng)力對設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響,確保設(shè)備在長時間運行下的穩(wěn)定性和可靠性。
散熱是設(shè)計電子和機械設(shè)備等領(lǐng)域中必須要考慮的問題。CAE技術(shù)在散熱設(shè)計中的應(yīng)用極大地提高了設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性,為工程技術(shù)的進步和發(fā)展提供了有力支持。
(延伸閱讀作者:廣東科技學(xué)院機電工程學(xué)院 黃志維)
責(zé)任編輯:張鵬輝