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1、Vol.37No.5艦船電子工程總第275期146ShipElectronicEngineering2017總年第第2755期期某船用電子機柜熱設計研究?張云超（中國船舶重工集團公司第七二六研究所上海201108）摘要論文針對某船用電子設備的開式機柜進行散熱設計，建立了該機柜的三維模型和自然散熱情況下的熱路圖，并對該機柜的自然對流換熱、輻射換熱、傳導散熱和通風孔散熱的功率進行了計算分析。然后對該機柜強迫風冷下的散熱進行分析計算和實驗驗證，優(yōu)化了該機柜的熱設計。關鍵詞開式機柜；自然散熱；強迫風冷中圖分類號TH12
2、DOI：10.3969/j.issn.1672-9730.2017.05.035ThermalResearchonMarineElectronicEquipmentZHANGYunchao（No.726Institute，CSIC，Shanghai201108）AbstractInthispaper，thethermaldesignofaopencabinetofmarineelectronicequipmemtispresented.Thecabinet?s3Dmodelandthermaldiagramis
3、made，andtheheatpowerofthenaturalconvection，radiation，conductionandventilationfromair-in-takearecalculated.Thenheatpoweroftheforcedaircoolingisalsocalculatedandtested，thethermaldesignisoptimized.KeyWordsopencabinet，naturalconvection，forcedaircoolingClassNumbe
4、rTH120.6m，深度b為0.55m，熱功率750W（電功率3kW，1引言熱效率按25%計算），以環(huán)境溫度30℃，機柜壁溫隨著溫度的升高，失效率迅速增加。一般元器45℃設計環(huán)境下，設計自然冷卻環(huán)境下通風孔的最件的環(huán)境溫度升高10℃，元器件的失效率會增加一小面積。［1］該電子機柜的三維模型如圖1所示，該機柜頂個數(shù)量級。電子設備的熱環(huán)境通常包括：環(huán)境溫度和壓力部設計有通風孔，為開式機柜，其熱路模型如圖2的極限值；環(huán)境溫度和壓力的變化率；太陽或周圍所示。物體的輻射熱；可利用的熱沉（又稱熱地）；冷卻劑的種類、溫度等參
5、數(shù)。所謂熱沉，是指一個無限大的熱容器，它的溫度不隨傳遞到它的熱能大小而變化，它可能是大地、大氣、大體積的水或宇宙，又稱［2］熱地。2整機自然散熱分析自然冷卻時，機箱散熱主要包括空氣自然對流換熱、輻射換熱、傳導散熱和通風孔散熱。某機柜外形尺寸為高度H為1.6m，寬度a為圖1機柜的三維模型?收稿日期：2016年11月7日，修回日期：2016年12月27日作者簡介：張云超，男，工程師，研究方向：船舶電子設備結構設計。2017年第5期艦船電子工程1472A=1.6′(0.55+0.6)′2=3.68(m)對流1機柜底面
6、和底面的表面積為2A=A=0.6′0.55=0.33(m)23綜上，在自然對流換熱狀態(tài)下，機柜的對流換輻射輻射熱總熱量為熱熱ΦC=Φ1+Φ2+Φ3=173.66(W)源源2.2輻射換熱根據(jù)基爾霍夫定律，實際物體的輻射力與同溫度下黑體的輻射力之比為黑度（也叫黑率），黑度的大小取決于物體的材料、溫度及其表面狀態(tài)（如粗導熱糙度、氧化程度和涂覆情況等），得到機柜的輻射熱圖2電子機柜熱路圖量計算公式如式（3）T42.1空氣自然對流換熱Φ=AεEb=Aε(5.67′())（3）100通過機柜外壁所傳遞的熱量為式中：ε為黑度
7、；T為溫度（K）。Φ=hADt（1）該機柜的總面積為kn2h=C(Gr×Pr)（2）A=A+A+A=(3.68+0.33′2)=4.34(m)Ds123βgD3DtμC根據(jù)機柜的表面涂層，黑度為0.8，機柜的輻射pGr=，Pr=v2k散熱總熱量為式中：h為對流換熱系數(shù)(W/(m2×°C))；A為散熱面TT1424Φ=Aε(5.67′(()-()))Rs2100100積(m)；Dt為溫度差(°C)；k為導熱系數(shù)44=4.34′0.8′5.67′(3.18-3.03)(W/(m×°C))；D為是特征尺寸(m)；C，
8、n為系數(shù)，取=353.79(W)值如表1；Gr為葛拉曉夫數(shù)；Pr為普朗特數(shù)；β為2.3傳導散熱體積膨脹系數(shù)；v為運動粘度；μ為粘度；C為比p機柜的熱量可以通過底部的8個M12不銹鋼熱。螺釘傳導散熱，其傳熱量可以通過式（4）計算：表1系數(shù)C，n取值表Φ=kADt（4）δCn特征尺寸D式中：δ為厚度(m)。側壁0.591/4高度該機柜傳導散熱量為頂面0.541/4正方形取邊長216′π′0
