热设计基础
机械设计基础机械系统的热设计原理
机械设计基础机械系统的热设计原理机械设计基础-机械系统的热设计原理机械系统的热设计原理在机械设计过程中起着重要的作用。
一个良好的热设计可以提高机械系统的工作效率、延长机械设备的使用寿命，同时也可以减少能源的消耗和环境的污染。
本文将着重探讨机械系统的热设计原理，并对其中的关键因素进行分析和解释。
一、热传导热传导是机械系统热设计中的基础知识。
它描述了热能如何通过物质的传导方式从一个区域流向另一个区域。
导热系数是衡量物质导热性能的重要参数，它表示单位时间内单位面积上的热量传导量。
在机械系统中，通过合理选择材料和结构形式，可以提高导热系数，从而提高热传导效率。
二、散热散热是机械系统中常见的热设计问题之一。
在机械设备运行过程中，由于摩擦、传动、电路等原因会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，将导致机械设备温度升高，甚至引发设备故障。
因此，在机械设计中，需要考虑如何增加散热面积、改善散热方式以及选择合适的散热材料等因素，以提高机械系统的散热效率。
三、热膨胀热膨胀是机械系统热设计中不可忽视的问题之一。
当机械设备受热时，材料会发生膨胀，而当机械设备冷却时，材料会发生收缩。
这种热膨胀现象会对机械系统的正常运行造成不利影响，例如导致零件的变形、轴承的间隙变大等问题。
因此，在机械设计中，需要合理考虑材料的热膨胀系数，采取一些措施，如设置伸缩装置、选择适应性较好的材料等，来减少热膨胀对机械设备的影响。
四、温度控制温度控制是机械系统热设计中的重要环节之一。
不同的机械设备在工作过程中，对温度的要求是不同的。
有些机械设备要求保持较低的温度，而有些机械设备则要求保持较高的温度。
因此，在机械设计中，需要根据机械设备的要求，合理选择散热器、冷却系统、加热系统等元件，以实现对温度的控制。
五、节能设计节能设计是当前机械设计中的热点问题之一。
随着能源消耗和环境污染问题的日益凸显，节能已成为各个领域的重要任务。
在机械系统的热设计中，通过改善能量转换效率、优化热能利用等方式，可以有效地减少能源的消耗，同时减少对环境的影响。
热设计的基础知识与规范
1.3.9 冷却系统要便于监控与维护
第二章 热设计基础知识
2.1某些基本概念
2.1.1 温升
指机柜内空气温度或元器件温度与环境温度的差。如果忽略温度变化对空气物性
的非线性影响，可以将一般环境温度下（如空调房27℃）测量获得的温升直接加上最
高可能环境温度获得最恶劣环境下的器件近似温度。例如在空调房内测得某器件温升
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
3.1.2 是否有足够的自然对流空间。 元器件与元器件之间，元器件与结构件之间应保持
一定距离，通常至少13mm，以利于空气流动，增强对流换热。一些具体的参考距离尺
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；
1.3.6 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。
1.3.7 热设计不能盲目加大散热余量，尽量使用自然对流或低转速风扇等可靠性高的冷
却方式。使用风扇冷却时，要保证噪音指标符合标准要求。
元器件热设计：热阻和散热的基础知识
元器件热设计：热阻和散热的基础知识现在让我们进入热设计相关的技术话题。
热设计所需的知识涵盖了广泛的领域。
首先介绍一下至少需要了解的热阻和散热基础知识。
什么是热阻热阻是表示热量传递难易程度的数值。
是任意两点之间的温度差除以两点之间流动的热流量（单位时间内流动的热量）而获得的值。
热阻值高意味着热量难以传递，而热阻值低意味着热量易于传递。
热阻的符号为Rth和θ。
Rth来源于热阻的英文表达“thermal resistance”。
单位是℃/W（K/W）。
热欧姆定律可以用与电阻几乎相同的思路来考虑热阻，并且可以以与欧姆定律相同的方式来处理热计算的基本公式。
因此，就像可以通过R×I来求出电位差⊿V一样，可以通过Rth ×P来求出温度差⊿T。
关键要点:・热阻是表示热量传递难易程度的数值。
・热阻的符号为Rth和θ，单位为℃/W（K/W）。
・可以用与电阻大致相同的思路来考虑热阻。
热量通过物体和空间传递。
传递是指热量从热源转移到他处。
三种热传递形式热传递主要有三种形式：传导、对流和辐射。
・传导：由热能引起的分子运动被传播到相邻分子。
・对流：通过空气和水等流体进行的热转移・辐射：通过电磁波释放热能散热路径产生的热量通过传导、对流和辐射的方式经由各种路径逸出到大气中。
由于我们的主题是“半导体元器件的热设计”，因此在这里将以安装在印刷电路板上的IC为例进行说明。
热源是IC芯片。
该热量会传导至封装、引线框架、焊盘和印刷电路板。
热量通过对流和辐射从印刷电路板和IC封装表面传递到大气中。
可以使用热阻表示如下：上图右上方的IC截面图中，每个部分的颜色与电路网圆圈的颜色相匹配（例如芯片为红色）。
芯片温度TJ通过电路网中所示的热阻达到环境温度TA。
采用表面安装的方式安装在印刷电路板（PCB）上时，红色虚线包围的路径是主要的散热路径。
具体而言，热量从芯片经由键合材料（芯片与背面露出框架之间的粘接剂）传导至背面框架（焊盘），然后通过印刷电路板上的焊料传导至印刷电路板。
热设计知识点梳理
热设计知识点梳理热设计是一门涉及热力学、传热学、流体力学等多个领域的学科，旨在通过合理的设计和控制来提高热系统的效率和可靠性。
在本文中，将对热设计中的几个重要知识点进行梳理和介绍。
一、热传导热传导是热设计中的基本概念之一。
它描述了热量在不同物质之间传递的方式。
热传导的主要机制是分子间的碰撞和能量传递。
常见的热传导方程为傅立叶热传导定律，即热流密度与温度梯度成正比。
掌握热传导的理论和计算方法对于热设计至关重要。
二、换热换热是指热量通过对流、辐射和传导等方式从一个物体传递到另一个物体的过程。
在热设计中，我们常常需要计算热传递率和温度分布，以确定合适的换热设备和参数。
流体力学和传热学是解决换热问题的基础。
同时，了解不同传热模式的特点和计算方法也是热设计工程师的必备知识。
三、热力学热力学是热设计中的另一个重要支柱。
它研究能量转化和热力平衡的规律，通过熵、焓等宏观参数来描述热系统的性质。
在热设计过程中，热力学方程和循环分析是常用的工具。
熟悉热力学基本原理和计算方法，能够帮助我们理解热系统的行为，优化设计方案。
四、热管技术热管是一种高效的热传导设备，具有快速、均匀和可控的热传递特点。
它由密封的金属外壳和工作介质组成，通过蒸发、冷凝、液体重力和毛细作用等机制来传递热量。
热管广泛应用于航空航天、电子器件散热等领域。
在热设计中，了解热管的工作原理和设计方法对于提高系统的散热效率和稳定性具有重要意义。
五、热管理热管理是指在热设计中采取控制和优化措施，以确保热系统稳定运行的过程。
热管理的目标是降低热耗散的能量损失，延长设备寿命，提高整体效率。
为实现这一目标，我们可以采用散热器、风扇、冷却液等散热装置，并结合热管技术和热传导原理进行系统设计。
熟悉热管理的方法和策略，可以提高热设计工作的效果和效率。
总结：热设计作为一门综合性学科，涵盖了热力学、传热学、流体力学等多个领域的知识。
在本文中，我们对热设计的几个重要知识点进行了梳理和介绍，包括热传导、换热、热力学、热管技术和热管理。
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✓ 强迫空气冷却是一种较好的冷却方法。 ✓ 热管的传热性能比相同的金属导热要高几十倍，且两端的温差很小。
1）为最常见的界面导热材料，常采用印刷或点涂方式进行施加。 2)用于散热器和器件之间，散热器采用机械固持，最主要的优点为维修方便, 价格便宜。 3）因可以很好的润湿散热器和器件表面，减小接触热阻，所以其导热热阻很 小， 适合大功率器件的散热。 4）使用时需要印刷或点涂，操作费时，工艺控制要求较高，难度大。
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热设计的基础概念
问题：热的单位是什么？ 是℃？
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℃。 1J=1N·m
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热设计的基础概念
设备会持续发热。像这样，热量连续不断流动时，用“每秒 的热能量”来表示会更容易理解。单位为“J/s”。J/s也可用“W” （瓦特）表示。
L—— 特征尺寸，m； u—— 流体速度，m/s； cp—— 比热容，kJ/(kg·K)； μ—— 动力粘度，Pa·s； λ—— 导热系数，W/(m·K)； αV—— 体膨胀系数，℃－1； g —— 重力加速度，m/s2； ΔT——流体与壁面的温差。
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热辐射
任意物体的辐射能力可用下式计算
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导热介质-相变导热膜
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导热介质-相变导热膜
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导热介质-导热垫
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导热介质-导热双面胶带
热设计基础知识及规范
目录第一章概述 ------------------ 2第二章热设计基础知识--------- 3第三章自然对流换热------------ 6第四章强迫对流换热-风扇冷却--- 9第五章单板元器件安全性热分析- 15第六章通信产品热设计步骤----- 20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)的故障率应比组件的故障率低；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。
1.3.7 热设计不能盲目加大散热余量，尽量使用自然对流或低转速风扇等可靠性高的冷却方式。
热设计基础
热传递的三种方式
（1）自然对流的传热系数 空气自然对流时的传热系数用下图的公式求解。 这里出现两个新词，分别为“姿势系数”和“代表长度”。这些是根据面的形状
及设 置方向定义的。下图分别显示了垂直和水平设置平板时的情况，其他面形状及设 置方向也各有姿势系数及代表长度。
我们在做温度上升实验时，机器的放置状态和最终的实验结果是有关系的！
→ 流速提高至2倍，传热系数也只提高至1.4倍 ②如果冷却面积相同，流动的距离越长，传热系数越低
→ 在冷却面上流动的空气吸热后，会在温度上升的同时继续流动，因此冷却能 力会越来越弱
总之，冷却热的物体时，与使用强风使其冷却的方法相比，横向扩大散热面， 使整体通风的方法更有效。
8
热传递的三种方式
3.热辐射
此处公开的公式是一个近似式，用于计算设置在空气中的物体向周围的空气进行辐 射时传递的热量。物体和空气的温度差并不是很大时，可利用该公式准确计算出结果。
热传递只有前面提到的3种方式。利用这些公式可计算出“从表面温度为○○℃的
方形箱体表面会向空气中释放多少W的热量”。
至此，总结了“热设计的3条基础知识”。不论是感觉“公式很难”的人，还是
3
热传递的三种方式
热能传递只有3种方式。分别为“传导”、“对流”及“热辐射”。
请注意，传导与对流表面文字好像相似，但绝不相同！ 下面是热的三种传递方式的形象说明：
4
热传递的三种方式
1.传导
传导是指在物体（固体）中传播的热能的传递。 例如：铝和铁的导热性都很出色。这就是传导。 如果用数值表示导热性，树脂为0.2～0.3，铁为49，铝为228，铜为386。这些都是 指该物质的导热率，单位为“W/（m·℃）”。越容易导热的物质，该数值越大。
第一章电子设备热设计基本知识
2-1
表
自 然 对 流 准 则 方 程 中 的 和 值
Cn
强迫对流换热的准则方程
管内流动及沿平板流动的准则方程
管内受迫流动换热 管内受迫流动的特征表现为：流体流速、管子入口段及温度场
等因素对换热的影响。 入口段：入口段管内流动换热系数是不稳定的，所以计算平均
传热路径
热设计时应利用中间散热器，它们一般属于设备的一部分， 通常为设备的底座、外壳或机柜、冷板、肋片式散热器或设备中 的空气、液体等冷却剂。
热流量经传热路径至最终的部位，通称为“热沉”，它的温 度不随传递到它的热量大小而变，即相当于一个无限大容器。热 沉可能是大气、大地、大体积的水或宇宙，取决于被冷却设备所 处的环境。
hf=λ (L/de)(ρ V2/2)
λ ＝f(Re，ε /d)，即紊流时沿程阻力系数不仅与雷诺数有关， 还与相对粗糟度ε 有关。 尼古拉兹采用人工粗糟管进行试验 得出了沿程阻力系数的经验公式：
紊流光滑区：4000<Re<105, λ 采用布拉修斯公式计算： λ ＝0.3164/Re 0.25
非园管道沿程阻力的计算
八、直接沸腾冷却适用于体积功率密度很高的设 备或元器件，其热阻值为每平方厘0.006℃/W。
九、热电致冷是一种产生负热阻的致冷技术。优 点是不需要外界动力、且可靠性高；缺点是重 量大、效率低。
十、热管是一种传热效率很高的传热器件，其传 热性能比相同的金属导热要高几十倍，且两端 的温差很小。应用热管时，主要问题是如何减 小热管两端接触界面上的热阻。
对流换热热阻：Rt来自1 hc A3冷却方法的选择
3.1冷却方法的分类 3.2冷却方法的选择 3.3冷却方法选择示例
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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℃。
设备会持续发热。
像这样，热量连续不断流动时，估计用“每秒的热能量”来表示会更容易理解。
单位为“J/s”。
J/s也可用“W”（瓦特）表示。
不只是热量，所有能量都不会突然生成，也不会突然消失。
它们不是传递到其他物质就是转换为其他形态的能量。
比如，100J的能量可在100N力的作用下将物体移动1m。
使该“物体移动”后，能量并不是消失了。
比如，使用能量向上提升物体时，能量会以位能的形态保存在物体中。
使用能量使物体加速运动时，则以动能的形态保存在物体中。
100J的能量可使100g水的温度升高约0.24℃。
这并不是通过升高水的温度消耗了100J 的能量。
而是在水中作为热能保存了起来。
如上所述，能量无论在何处都一定会以某种形态保存起来。
能量既不会凭空消失，也绝不会凭空产生。
这就是最重要“能量守恒定律”。
现在大家已经知道热是一种能量，其单位用J表示了吧！能量会流动，如果表示每秒的能量，单位则为W。
那么让我们回到最初提出的那个问题。
℃是温度单位。
温度是指像能量密度一样的物理量。
它只不过是根据能量的多少表现出来的一种现象。
即使能量相同，如果集中在一个狭窄的空间内，温度就会升高，而大范围分散时，温度就会降低。
PS3等电器产品也完全遵守能量守恒定律。
从电源插头流入的电能会在产品内部转换为热能，然后只会向周围的物体及空气传递。
接通电源后一段时间内，多半转换的热能会被用于提高装置自身的温度，而排出的能量仅为少数。
之后，装置温度升高一定程度时，输入的能量与排除的能量必定一致。
否则温度便会无止境上升。
很多人会认为，“热设计是指设计一种可避免发热并能使其从世界上消失的机构”。
就像前面指出的那样，说是“发热”，但并非凭空突然产生热能。
说是“冷却”，但也并不是热能完全消失。
如左图所示,热设计是指设计一种“将○○W的能量完全向外部转移的机构”，其结果是可达到“○○℃以下”。
大家首先要有一个正确的认识！下面看一下热传递的方式。
热能传递只有3种方式。
分别为“传导”、“对流”及“热辐射”。
请注意，传导与对流表面文字相似，但绝不相同！传导是指在物体（固体）中传播的热能的传递。
铝和铁的导热性都很出色。
这就是传导。
如果用数值表示导热性，树脂为0.2～0.3，铁为49，铝为228，铜为386。
这些都是指该物质的导热率，单位为“W/（m·℃）”。
越容易导热的物质，该数值越大。
如果用一句话来表述导热率的含义，即“有一种长1m、断面积为1m2的材料，其两端的温度差为1℃时，会流动多少W”。
如果将其单位“W/（m·℃）”写成大家是不是立刻就明白了呢？对流是指热能通过与物体表面接触的流体，从物体表面向外传递的方式。
请大家联想一下吃热拉面时的情景。
用嘴吹一下，拉面就会变凉。
那就是利用热对流使热从拉面表面向吹出的空气传递的结果。
这也可用数值表示。
比如，流体为水，散热面水平放置时，自然对流就为（2.3～5.8）×100，受迫对流就为（1.2～5.8）×1000，水沸腾时就为（1.2～2.3）×10000。
这就是各种情况下的传热系数，单位为“W/（m2·℃）”。
这个单位很容易理解。
由于是“W/（面积·温度差）”，因此它的意思就是“面积为1m2的面与周围流体的温度差为1℃时，会从该面传递多少W热量”。
该传热系数受散热面设置状况的影响较大。
根据流体的种类、流速及流动方向等，数值会发生变化。
因此，计算传热系数的公式会根据不同的情况发生改变。
比如，有一个温度均匀的平板，如果在与其平行的方向受迫流动空气时（受迫对流），可用左图的公式求出传热系数。
从该公式可知以下两点。
①传热系数与流速的平方根（√）成比例→流速提高至2倍，传热系数也只提高至1.4倍②如果冷却面积相同，流动的距离越长，传热系数越低→在冷却面上流动的空气吸热后，会在温度上升的同时继续流动，因此冷却能力会越来越弱。
总之，冷却热的物体时，与使用强风使其冷却的方法相比，横向扩大散热面，使整体通风的方法更有效。
下面介绍一下自然对流的情况。
空气自然对流时的传热系数用下图的公式求解。
这里出现两个新词，分别为“姿势系数”和“代表长度”。
这些是根据面的形状及设置方向定义的。
右图分别显示了垂直和水平设置平板时的情况，其他面形状及设置方向也各有姿势系数及代表长度。
辐射是指经由红外线、光及电磁波等从物体表面传递的方式。
被电炉发出的红色光照射后，会感到温暖。
这就是热辐射。
太阳的热量穿过真空宇宙到达地球，这也属于辐射。
辐射中热量是否易于吸收和放出取决于表面的温度及颜色等。
就颜色大体而言，黑色容易吸放，而白色较难。
如果用数值来表示，其数值范围为0～1。
理论上来讲，全黑物质为1，铝为0.05～0.5，铁为0.6～0.9，黑色树脂为0.8～0.9。
这就是热辐射率（没有单位）。
此处公开的公式是一个近似式，用于计算设置在空气中的物体向周围的空气进行辐射时传递的热量。
物体和空气的温度差并不是很大时，可利用该公式准确计算出结果。
热传递只有前面提到的3种方式。
利用这些公式可计算出“从表面温度为○○℃的方形箱体表面会向空气中释放多少W的热量”。
至此，总结了“热设计的3条基础知识”。
不论是感觉“公式很难”的人，还是“早就知道”的人，只要了解这3条就足够了。
总而言之，其根本是要“遵守原理原则”。
不违背原理原则，一点一点仔细设计非常重要。
就像中学和大学教科书中记载的那样，基础中的基础最为重要。
下面，估计一下实际设备的大小，然后试着计算从该箱体的表面会释放出多少热量。
假设将大小与第一代PS3几乎相同（325mm×275mm×100mm）的方形箱体竖着放置，并且假设该箱体内外不换气。
环境温度按照产品的工作保证温度决定。
在此，工作保证温度最高为35℃，假设再加上5℃作为设计余量。
下面再确定一下设备外装的表面温度吧！该温度由作为产品性能参数的容许温度决定。
在此，假设箱体的表面温度同样为60℃。
并且，将由外装使用的素材及颜色决定的表面辐射率设定为0.8。
此时，在其内部生成的……不对，应该是在箱体内部由电转换为热量的能量，从箱体的表面通过热对流及热辐射的方式向外部转移。
另外，估计设备表面与外部接触的部分只有小橡胶底座，因此不会通过热传导方式传递热量。
并且，暂不考虑散热片设计情况及处理器的温度。
这里仅针对箱体大小、表面情况及外部温度决定的能量进出收支计算。
会是多少W呢？第一代PS3的最大发热量为380W。
试想一下，其中来自外壳表面的散热会是多少？从箱体表面放出的热量为54.8W。
而这是外壳表面温度均为60℃时的数值。
实际上，外壳的表面温度分布不均，只有一部分为温度60℃。
估计大部分无法达到规格温度。
粗略估算一下，整体仅有6成为60℃，只能散热32.9W。
估计现实中会更少。
综上所述，PS3大小的设备从外壳表面最多只能散热30W左右。
可悲的是，这就是现实。
产品的发热量如果为100W，剩余的70W必须采用其他方式强制释放出来。
380W的话，剩下的就是350W。
下一章将介绍为此而采用的换气措施。
热设计基础（二）风扇只需根据能量收支决定与PS3同等大小的箱体所产生的自然散热，最多也只有30W左右，这在确认热相关基础知识的第一篇文章中已经介绍过。
有时必须利用某些手段强制性地排出剩余热能。
此时，电子产品中使用的是专门用来在产品内外进行换气的风扇。
该风扇根据能量的收支计算来决定。
下面将介绍如何选择风扇。
在讲解热传递基础知识的本连载第一篇文章中得知，与第一代“PlayStation 3”（PS3）大小（325mm×275mm×100mm）基本相同的方形箱体表面，“最多只能散热30W左右”。
而事实上，有许多人无法认同这种解释。
他们的观点大致有以下三种。
“好像有辐射特性非常出色的涂料？”“外壳全部采用铝！”“如果采用水冷方式的话，可以进一步减小尺寸？”在进入正题之前，我们先就这些观点进行探讨。
首先是“魔术涂料”。
实际上，的确有一种可以提高表面辐射率的涂料。
那么，我们将在上次计算中为0.8的辐射率，改为理论最高值1.0进行计算。
虽然因辐射而产生的散热量增至1.25倍，但整体上约为38W，只不过比上次的33W增加了5W。
在“发热量较少，而换气的确困难”的状况下，“魔术涂料”可成为强有力的帮手，但也并不是将散热量增至两倍或三倍。
“外壳全部采用铝！多花成本也无所谓！”这样的话对于我这样的机械爱好者真是求之不得……然而，这种想法的出发点应该是“均匀外壳表面的温度，从整个表面进行散热”吧。