如何計算密閉筐體的內部溫升

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如何計算密閉筐體的內部溫升

圖11之小型密閉筐體在下記條件下，是否可獲得良好的筐體冷卻效果？
【設計規格】

‧筐體外形尺寸:150×125×40mm。

‧筐體發熱量:12W。

‧筐體表面的放射率:0.85。

‧筐體的操作溫度範圍:。

‧筐體內部空氣的溫升範圍:以下。

圖11密閉筐體

【解說】

對自然空冷密閉筐體而言，從筐體表面流放到周圍空氣的散熱能力，是決定筐體內部溫度重要因素之一，密閉筐體的散熱能力是由自然對流與熱放射所構成的散熱量合計值。從筐體上面(top)、垂直面(side)、底面(bottom)產生的對流散熱量，可用式(1)計算求得:

Wcv=(2.8×Stop+2.2×Sside+1.5Sbottom)×(ΔTs)----------(1)

Wcv:從筐體表面流放到周圍空氣的自然對流散熱量(W)

Stop:筐體上面的表面積(m2)。

Sside:筐體垂直面的表面積(m2)。

Sbottom:筐體底面的表面積(m2)。

ΔTs:筐體表面溫度(0C)。

從筐體上面(top)、垂直面(side)、底面(bottom)產生的熱放射量，可用式(2)計算求得:
Wrad=σ×ε×Stot×(T12+T22)×ΔTs-----------------------(2)

σ:史蒂芬波爾茨曼常數=(5.67×10-8)。

ε:筐體表面的熱放射率(表面有塗裝時為0.7～0.9)。

Stot:筐體總表面積＝(Stop+Sside+Sbottom)。

T1:筐體表面的的絕對溫度(K)。

T2:周圍空氣的的絕對溫度(K)。

ΔTs:筐體表面的溫升(0C)＝(T1－T2)。

此處假設筐體內、外側的熱傳導率相同時，筐體內部空氣溫升ΔTin=ΔTs×2，同時假設筐體內部的耗電量W與筐體表面的散熱量相同時，則W=Wcv+Wrad。依此整理上式密閉筐體內部溫度與耗電量的關係，筐體的總散熱量利用式(3)即可求得:

W=(2.8×Stop+2.2×Sside+1.5×Sbottom)×(ΔTin/2)1.25
+σ×ε×Stot×(T12+T22)x(T1+T2)×ΔTin/2
+1150×A×ΔTin----------------------(3)

接著將Stop=0.01875(m2)、Sside=0.022(m2)、Sbottom=0.01875(m2)、Stot=0.0595(m2)
、ε=0.85、W=12(W)、σ=5.67×10-8等數據代入式(3)，計算結果ΔTin=37.70C，由計算結果可知以上條件無法符合預期的散熱目標。

llsk

谢谢！