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第一章 电子设备热设计的理论基础概述1

1.1 引言1

1.2　热源和热阻2

1.3　传热的基本方式及有关定律4

1.3.1　导热（热传导）4

1.3.2　对流换热5

1.3.3　辐射换热10

1.4　热控制方法的选择14

1.5　稳态传热16

1.6　瞬态传热16

1.7　耗散功率的规定17

第二章 电子设备用肋片式散热器19

2.1　概述19

2.2　肋片散热器的传热性能20

2.3　肋片散热器设计24

2.3.1　肋片起增强散热的条件24

2.3.2　肋片参数的优化26

2.3.3　针肋散热器及其它断面肋28

2.4　肋片散热器在工程应用中的若干问题30

2.4.1　散热器生产、使用的技术要求30

2.4.2　减少电子器件与散热器的接触热阻30

2.4.3　合理选用散热器，降低散热器热阻33

第三章　电子设备用冷板设计39

3.1　概述39

3.2　冷板的结构类型及选用原则39

3.3　冷板的换热计算46

3.3.1　气冷和液冷式冷板的计算46

3.3.2　储热冷板的计算52

3.3.3　热管冷板的计算53

3.4　冷板的设计步骤53

3.4.1　均温冷板的设计计算53

3.4.2　非均温冷板的换热计算56

3.5　冷板式强迫液体冷却系统59

3.5.1　液体冷却系统用泵60

3.5.2　存储和膨胀箱62

3.5.3　液体冷却剂63

3.5.4　强迫液体流动的基本方程63

第四章　机箱和电路板的传导冷却70

4.1　集中热源的稳态传导70

4.2　电子元件在托架上的安装72

4.3　均匀分布热源的稳态传导73

4.4　铝质散热芯电路板76

4.5　非均匀截面壁的机箱78

4.6　二维模拟电阻网络81

4.7　空气接触面的热传导85

4.8　接触面在高空的热传导89

4.9　电路板边缘导轨90

4.10　薄金属盖板的热传导92

4.11　径向热流93

第五章 电子元件的安装和冷却技术95

5.1　各种类型的电子元件95

5.2　印制电路板上元件的安装95

5.3　大功率元件的安装103

5.4　大功率元件的电绝缘106

5.5　罐封组件108

5.6　元件引线应变的释放111

第六章 机箱及电路板的风冷设计117

6.1 引言117

6.2　印制板机箱的自然对流冷却117

6.2.1　印制板之间的合理间距117

6.2.2 自然对流换热表面传热系数的计算式120

6.2.3 自然对流模拟电阻网络123

6.2.4　开式机箱的换热124

6.2.5　闭式机箱的换热125

6.2.6　闭合空间内空气的等效自然对流换热表面传热系数128

6.2.7　高空对自然对流散热的影响131

6.3　印制板机箱的强迫通风设计133

6.3.1　风机的选择133

6.3.2　风道设计143

6.3.3　高空条件对风扇冷却系统性能的影响147

6.3.4　强迫对流换热表面传热系数的实验关联式150

第七章 电子设备的辐射冷却155

7.1　电子设备辐射冷却概述155

7.2　宇宙空间的辐射传热161

7.3　宇宙空间中α/ε对温度的影响162

7.4　辐射传热的简化方程165

7.5　对流和辐射的综合传热166

7.6　大型机柜内的密封组件168

7.7　等效环境温度在可靠性预测中的应用172

7.8　扩大表面积提高有效发射率175

第八章 电子设备的相变冷却177

8.1　概述177

8.2　相变冷却系统178

8.2.1　浸没式相变冷却系统178

8.2.2　间接式相变冷却系统180

8.3　相变冷却系统设计181

8.3.1　冷剂的选择182

8.3.2　电子器件表面的形状183

8.3.3　凝汽器的选用183

8.3.4　压力效应与温度控制184

8.3.5　其它问题185

8.3.6　设计步骤185

8.4　各类电子设备采用相变冷却时应注意的事项186

8.5　汽-水两相流冷却系统187

8.5.1 汽-水两相流冷却系统的工作原理187

8.5.2　汽-水两相流冷却系统的换热计算188

第九章　热管散热器的设计193

9.1　概述193

9.2　热管的类型及其工作原理193

9.2.1　普通热管194

9.2.2　重力辅助热管197

9.2.3　可变导热管199

9.3　普通热管的传热性能200

9.3.1　热管的传热过程200

9.3.2　热管的传热极限204

9.4　热管设计210

9.4.1　设计技术要求210

9.4.2　工质选择210

9.4.3　吸液芯的选择211

9.4.4　管壳设计217

9.5　热管在电子设备中的应用219

第十章　热电制冷器226

10.1　概述226

10.2　热电制冷的基本原理227

10.2.1　帕尔帖效应227

10.2.2　塞贝克效应228

10.2.3　汤姆逊效应228

10.2.4　焦耳效应228

10.2.5　傅里叶效应229

10.2.6　平衡中的塞贝克、帕尔帖和汤姆逊效应229

10.2.7　α、π和σ的关系230

10.3　制冷器冷端净吸热的基本方程231

10.4　最大抽吸热设计方程234

10.5　最大抽吸热制冷器的设计方法241

10.6　最佳性能系数设计方程242

10.7　最佳性能系数电流的推导244

10.8　最佳性能系数制冷器的设计方法245

10.9　多级制冷器的性能247

10.10　简化假设的影响251

10.10.1　忽略汤姆逊电压251

10.10.2　温度损失251

10.10.3　结电阻的影响和并联热路252

10.11　热电制冷器的结构设计253

第十一章 电子设备的瞬态冷却257

11.1　简单绝热系统257

11.2　热容量258

11.3　时间常数259

11.4　加热期间的瞬态温升259

11.5　不同时间常数下的温升263

11.6　冷却期间瞬态温度的变化264

11.7　温度循环试验的瞬态分析266

11.8　用拉普拉斯变换求解元件的瞬态温度277

11.9　工程实例——电子设备吊舱瞬态热载荷分析与计算284

11.9.1　吊舱传热的数学模型284

11.9.2　典型飞行剖面计算288

11.9.3　采用“蓄冷节能”的设计思想确定吊舱设计热载荷291

11.9.4　结论292

第十二章　电子设备热设计技术的新进展293

12.1 毛细抽吸两相流体回路（CPL）的研究293

12.1.1　引言293

12.1.2　CPL工作原理及其特点294

12.2　电子设备吊舱的环境控制技术300

12.2.1　蒸气压缩制冷的吊舱环控系统300

12.2.2　逆升压式冲压空气循环制冷的环控系统303

12.2.3　逆升压回冷式冲压空气循环制冷的环控系统304

12.2.4　系统比较及发展前景307

12.3　微尺度换热器的研究及相关问题的探讨308

12.3.1　微尺度换热器产生的背景及特点308

12.3.2　理论分析及相关问题探讨309

12.4　电子薄膜传热性能测量及分析研究概述312

参考文献315