9 热设计的基本原理
9.1 传热的基本方式
热量的传递有三种基本方式：传导、对流换热和辐射换热，它们可以单独出现，也可能两种或三种形式同时出现。但是对于不同的散热系统，一般只有一种或几种散热方式起主导作用，其它方式可以忽略。我们在对系统进行分析时，应根据实际情况进行合理的选取：
（1）对于密闭的系统或自然冷却系统，一般需要同时考虑以上三种传热方式；
（2）对于强迫对流冷却系统，只需考虑导热和对流；
（3）对于室外设备，必须考虑太阳辐射因素。
9.1.1 传导
9.1.2 对流
9.1.3 辐射

9.2 散热方法的选择
9.2.1 冷却方法的选择
选择冷却方法时，主要考虑下列因素：设备的热流密度、体积功率密度及温升等。一般地说，热流密度小于0.08W/cm2，采用自然冷却方式；热流密度超过0.08W/cm2， 体积功率密度超过0.18W/cm3，须采用强迫风冷方式。当然，应用上述这个判据是有前提的：一是上述方法是假设热量均匀分布在整个设备的体积中；二是设备内的热量能充分地传到设备表面。
10 散热风道设计
10.1 风道设计的基本原则
10.1.1 风道设计是热设计中的重要工作，属于系统方案阶段的工作，风道由机箱（插箱）、单板（元器件）、模块、进/出风口等组成，依靠结构设计来实现；
10.1.2 根据散热方式的不同，风道可以分为自然散热风道和强迫散热风道，对于使用空调/换热器的系统，又包括内风道和外风道；
10.1.3 通过风道设计，要达到的目标是：降低系统的压力损失，保证有足够的空气流量通过发热源；并保证流过关键热源的风速；防止风道中产生空气回流；防止空气短路；防止系统中发热部件（插箱）的相互影响；
10.1.4 在风道设计中，需要注意的方面包括：
（3） 尽量减少系统的压力损失。要避免风道的骤然扩展和骤然收缩；尽可能采用直通风道，在气流急剧转弯的地方，应采用导风板使气流逐渐转向；风道中，下游的截面积要大于上游的截面积；强迫风冷中，风机离被冷却单板的距离最小要大于1 倍的风机厚度，对于吹风，建议大于1U，推荐为2U；对于抽风，建议为1U；风机的进风空间（吹风）和出风空间（抽风）要求不小于1U，建议为2U；PCB 插板的导轨和加强筋，尺寸要尽可能小，底板、屏蔽板、隔热板、PCB板和电缆的位置应使气流畅通，不要阻断或妨碍空气流动；对于通风的网孔，在满足EMC 和其它要求的前提下，首先，开孔率要尽可能大，其次，在开孔率相同的情况下，尽可能选当量直径大的孔；
（4） 风道的选择。一般插框热耗在300W 以下时，可以由多个插框组成一个风道，热耗小的插框位于机柜底部；对于插框热耗大于500W 时，优先采用独立的风道，如果经分析没有问题，也可以两个插框组成一个风道；对于热耗大于1000W 的

插框，建议采用独立的散热风道；
（5） 风道的密封与隔离。每个风道要求有明确的进、出风口，其余部分应该密封，保证配合间隙小于2mm；对于不同的风道，要求隔离，如自然散热的风道与强迫风冷的风道，自带冷却的模块与其它的风道等；对于不同的风道之间，还要防止气流短路，即一个风道的出风成了另一个风道的进风。
（6） 在插箱（子架）中，当有空槽位，需要装假面板时，应在假面板上装一块相同大小的零件来代替原来的PCB 板，且该零件的设计，要能防止流体的短路，不影响插箱（子架）中其它部分的散热。
（7） 降低风道中的噪声。在满足系统散热要求的前提下，尽可能选用转速较低的风机；采用风机转速控制系统；使风机的出风口与结构件的距离加大；去除风机的防护罩，替以警示标识；防止风道中风速较高的地方，存在缝隙。
（8） 在风道设计时，应采用专用的进、出风口，且进、出风口尽量远离，防止气流短路。对于可能靠墙安装的设备，进、出风口不能位于设备后部，或者其后部离墙或其它设备的距离要大于100mm；对于可能并排安装的设备，进、出风口不能在设备的两侧。一般进风孔设置在机柜（箱）下侧或底部，出风口在机柜（箱）上侧或顶部，考虑防尘的需要，进风口尽可能避免位于机柜底部；当系统热耗大时，要避免出风口正对设备正面人员操作的地方；
（9） 风量在系统中尽可能均匀分布，或根据系统情况，集中冷却发热部分，但要注意的是：在局部低速区或回流区，不能有发热量大的器件；对于多风道的系统，要注意风量的匹配，可以采用阻尼网孔。
10.2 常用的散热风道
见附录D。

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