热对流:自然对流与强制对流
热对流:传热的支柱
在大多数热管理解决方案中，我们使用热对流作为一种手段，从我们的敏感组件和设备中移走热量。在极少数情况下，我们不使用对流，因为我们几乎没有流体可以处理。一些特殊的应用，如航空航天工业，缺乏流体，不能利用热对流。否则，这是最受欢迎的方式来散热的产品。
但在业内，你可能听说过“强制对流”和“自然对流”这两个术语。虽然这两者之间可能不是什么大问题，但它对您的热管理解决方案的设计有很大的影响。让我们来看看自然对流和强迫对流的区别。
对流：两个流程的故事
我们在热管理中提到的对流过程实际上是两个过程的结合。第一个过程是技术上的传导，热量从散热器表面转移到任何接触该表面的流体。第二个过程被认为是平流，这是被设备加热的流体远离热源的整体流动。我们所做的不是分别指代它们，而是把它们放在一起作为一个单独的术语:对流。
理解对流的两个部分是很重要的，当我们试图改善我们的解决方案的热性能时。当我们理解了对流的各个部分，我们就能更好地分解和改进每个部分，从而更好地改善整体的热传递。
自然对流与强制对流
我们将对流流的类型分类为自然或强制。我们制作这个名称，因为每个人都有对整个应用程序和产品的影响。这些不同类型的流量具有不同的设计限制和需要单独解决的问题。
它很自然（流量）
自然对流是由自然浮力驱动平流。你可能听说过描述自然对流的术语“烟羽”或“烟囱效应”。本质上，当热源和散热片内部或附近的流体温度高于环境温度时，它的压力就会变小。在地球上，我们有重力，所以压力越小，浮力就越大。这种压力差使较热的空气向上运动，远离重力的来源。周围较冷的流体然后充满热空气离开的地方，从而产生一种向内然后向上的流动。
顺其自然：天然热对流设计考虑因素
天然热对流解决方案超级可靠性
在可靠性至关重要的应用中，自然对流是热管理解决方案中的优选类型的流量。通过依靠自然力来将运动施加到液体，不需要像风扇或泵等关键部件。这些组件，虽然重新设计和测试，但仍将随着时间的推移而磨损。只要您有摩擦零件，就像风扇或泵的电机一样，您将担心流体搬运工的可靠性。
自然热对流流体选项
相对于液体冷却系统，自然对流在空气冷却应用中更容易。液体需要被控制，除非系统被淹没，而大多数电子设备与液体不兼容，液体的整个路径需要被规划出来并控制。这意味着更多的工程时间，特别是在产品开发的设计和验证部分。另一方面，我们被空气包围着，任何远离系统的空气运动都会很快被周围的空气所取代。
天然热对流鳍间距
当您谈论自然对流与强制对流散热器相比，您将看到散热器的整体结构中的差异。无论流体，我们都希望优化我们的散热器以最大限度地提高烟囱效果。这意味着散热片之间有足够的空间，以“呼吸”。您需要足够的空间在间隙的每一侧的边界层内的翅片内加热，以及中间的一些额外的房间，以向上流动。您将看到左下方的热轮廓上的松动翅片间距让冷却器进一步高于右侧的散热器。这就是为什么你会注意到一些散热器比其他散热器更大。翅片间隙约为1/4“和更大的污点通常是为自然对流而设计的。
强制强制热对流的主题
当除了自然浮力之外的机制产生这种平流的流动时，我们称之为强迫对流。在这些情况下，我们通常使用类似风扇或泵的东西来驱动流体的流动。强制对流也可以由诸如有人吹在皮肤上的东西来冷却烧伤，或掌握挥动仆人。关键是除了物理驱动流程之外存在某种机制，它被认为是强迫对流。
强制对流的设计含义
关掉暖气!
强制对流与自然对流的巨大积极属性是增加的传热量。通过在同一时间段内通过系统移动更多的流体，可以将流体吸收更多的热量从热源远离热源。这将热量保持在挥之不去的和建筑物上和热管理中，这是我们想要的最后一件事。
强制对流对可靠性意味着什么
不幸的是，通过系统拥有力量流动的缺点是它可能会发出。我们的泵和粉丝磨损的摩擦零件磨损，轻微的烧伤受害者从所有吹吹，或者仆人去吃或睡觉。这些东西无法无限期地运行。这就是设计工程师需要考虑其组件的可靠性并确保最终产品可用于更换破损的部件或部件能够长于最终产品的预期寿命而能够替代最终产品的可靠性。对于支持生命或安全的关键设备尤其如此。
运动部件和噪音
由于强制对流需要移动部件使流体流动更快，所以它也会产生声音。与自然对流相比，风扇或泵电机产生更多的噪音。对于某些应用程序来说，这可能是一个真正的缺点。我的意思是，当一个粉丝开始高速运转并开始大声哼唱时，真的会让你脱离电子游戏或电影的沉浸式体验。你仍然需要风扇，因为你想玩游戏和看电影很多年。但在你的音频/视觉体验的紧张时刻，风扇可能会发挥作用。
选择正确的对流类型
当涉及到你的设计和最终产品需求时，你和你的最终客户都是专家。您应该能够根据您的可靠性和最终用户的要求确定您首选的流程类型。但记住，你并不孤单。avid Genie可以帮助您了解应用程序中自然对流和强制对流的过程。如果您发现您需要更多的帮助，avid设计工程师已经开发了解决方案，强硬，高功率自然对流情况或强制对流解决方案满足硬可靠性要求。无论您的应用程序是自然的还是强制的，avid都可以帮助您解决您需要的问题。
快乐设计！
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