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哪些方法可以改善熱設計

發布時間:2022-08-17 16:46:33

1. 全面分析導熱油加熱器怎樣才能達到最佳熱效率三大方法

格尉斯廠家很高興為你解答
為了提高導熱油加熱器的熱效率,設計時就要進行各種分析研究通過研究及FG多年經驗發現,通常採用下述四種方法中的某一種方法或它們之間的組合方法,就能達到提高爐子熱效率的目的。
1、增加對流段傳熱面積。增加傳熱面積可以提高爐子熱效率。但是,一般來說輻射段傳熱面積因爐排的尺寸或燃燒器的形狀而有一個適當的范圍,過分增加輻射段傳熱面積並非上策。所以,通常採用增加對流段傳FGS熱面積的方法,從而達到提高爐子熱效率的目的。
2、設置空氣預熱器。提WE高導熱油加熱器的熱效率最有效的措施之一是採用空氣預熱器進行熱回收。但是採用空氣預熱器的最大問題是當使用含硫燃料時容易發生材料低溫腐蝕。為了把這種腐蝕控制在一定程度,應根據燃料內含硫量的多少,對低溫區的金FGF屬溫度設定一個最低的界限。為此,對煙氣在空氣預熱器出口的溫度也要有一個制約。這樣就可以確定出能夠達到的最高熱效率。
3、採用廢熱鍋爐進行熱回收。採用廢熱鍋爐是利用從導熱油加熱器排出的煙氣廢熱中的熱量來加熱水或產生蒸汽。設置這種廢熱鍋爐不會改變熱油加熱器本身的燃料消耗量,廢熱鍋爐產生的熱水或發G生的蒸汽可以用於生產和採暖,從而可以間接地節省燃料。DGF置廢熱鍋爐有如下效果:一是由於用水進行熱回收,所以容易提高爐子的熱效率。二是由於可以將數台導熱油加熱器的煙氣集中FGS進行熱回收,因此可以減少單位回收熱量的建設費用。
4、降低過剩空氣率。在導熱油加熱器設計時可以通過降低過剩空氣率來提高爐子的熱效率。為了降低過剩空氣率,通常設置空氣入口擋板,以便進行燃燒空氣的調節。對燃油或燃氣型的熱油加熱器,可以採用低過剩空氣型燒嘴。
通過以上的方法可以提高導熱油加熱器的熱效率,這VN樣燃料費用會降低,操作運行費用也會減少,但是設備制ER造費用要增加。因此,格尉斯導熱油加熱器廠家專家建議導熱油加熱器設計師應綜合這些因素進行評價分析,以決定最佳的熱效率。所謂的最佳熱效率,就是導熱油加熱器的製造費用、燃料費用、操作運行費用與導熱油使用費用之和達到最小的效率。

2. 如何用工藝的方法糾正熱處理變形

(1)淬火常見問題與解決技巧
Ms點隨C%的增加而降低
淬火時,過冷沃斯田體開始變態為麻田散體的溫度稱之為Ms點,變態完成之溫度稱之為Mf點。%C含量愈高,Ms點溫度愈降低。0.4%C碳鋼的Ms溫度約為350℃左右,而0.8%C碳鋼就降低至約200℃左右。
淬火液可添加適當的添加劑
(1)水中加入食鹽可使冷卻速率加倍:鹽水淬火之冷卻速率快,且不會有淬裂及淬火不均勻之現象,可稱是最理想之淬硬用冷卻劑。食鹽的添加比例以重量百分比10%為宜。

(2)水中有雜質比純水更適合當淬火液:水中加入固體微粒,有助於工件表面之洗凈作用,破壞蒸氣膜作用,使得冷卻速度增加,可防止淬火斑點的發生。因此淬火處理,不用純水而用混合水之淬火技術是很重要的觀念。

(3)聚合物可與水調配成水溶性淬火液:聚合物淬火液可依加水程度調配出由水到油之冷卻速率之淬火液,甚為方便,且又無火災、污染及其它公害之虞,頗具前瞻性。

(4)乾冰加乙醇可用於深冷處理容液:將乾冰加入乙醇中可產生-76℃之均勻溫度,是很實用的低溫冷卻液。

硬度與淬火速度之關聯性

只要改變鋼材淬火冷卻速率,就會獲得不同的硬度值,主要原因是鋼材內部生成的組織不同。當冷卻速度較慢時而經過鋼材的Ps曲線,此時沃斯田體變態溫度較高,沃斯田體會生成波來體,變態開始點為Ps點,變態終結點為Pf點,波來體的硬度較小。若冷卻速度加快,冷卻曲線不會切過Ps曲線時,則沃斯田體會變態成硬度較高的麻田散體。麻田散體的硬度與固溶的碳含量有關,因此麻田散體的硬度會隨著%C含量之增加而變大,但超過0.77%C後,麻田散體內的碳固溶量已無明顯增加,其硬度變化亦趨於緩和。
※淬火與回火冷卻方法之區別

淬火常見的冷卻方式有三種,分別是:(1)連續冷卻;(2)恆溫冷卻及(3)階段冷卻。為求淬火過程降低淬裂的發生,臨界區域溫度以上,可使用高於臨界冷卻速率的急速冷卻為宜;進入危險區域時,使用緩慢冷卻是極為重要的關鍵技術。因此,此類冷卻方式施行時,使用階段冷卻或恆溫冷卻(麻回火)是最適宜的。

回火處理常見的冷卻方式包括急冷和徐冷兩種冷卻方法,其中合金鋼一般使用急冷;工具鋼則以徐冷方式為宜。工具鋼自回火溫度急冷時,因殘留沃斯田體變態的緣故而易產生裂痕,稱之為回火裂痕;相同的,合金鋼若採用徐冷的冷卻方式,易導致回火脆性。

淬火後,殘留沃斯田體的所扮演的角色

淬火後的工件內常存在麻田散體與殘留沃斯田體,在常溫放置一段長久時間易引起裂痕的發生,此乃因殘留沃斯田體產生變態、引起膨脹所導致,此現象尤其再冬天寒冷的氣候下最容易產生。此外,殘留沃斯田體另一個大缺點為硬度太低,使得工具的切削性劣化。可使用深冷處理促使麻田散體變態生成,讓殘留沃斯田體即使進一步冷卻也無法再產生變態;或以外力加工的方式,使不安定的殘留沃斯田體變態成麻田散體,降低殘留沃斯田體對鋼材特性之影響。

淬火處理後硬度不足的原因

淬火的目的在使鋼材表面獲得滿意的硬度,若硬度值不理想,則可能是下列因素所造成:(1)淬火溫度或沃斯田體化溫度不夠;(2)可能是冷卻速率不足所致;(3)工件表面若熱處理前就發生脫碳現象,則工件表面硬化的效果就會大打折扣;(4)工件表面有銹皮或黑皮時,該處的硬度就會明顯不足,因此宜先使用珠擊法將工件表面清除干凈後,再施以淬火處理。

淬裂發生的原因

會影響淬裂的主要原因包括:工件的大小與形狀、碳含量高低、冷卻方式及前處理方法等。鋼鐵熱處理會產生淬裂,導因於淬火過程會產生變態應力,而這個變態應力與麻田散體變態的過程有關,通常鋼材並非一開始產生麻田散體變態即發生破裂,而是在麻田散體變態進行約50%時(此時溫度約150℃左右),亦即淬火即將結束前發生。因此淬火過程,在高溫時要急速冷卻,而低溫時要緩慢冷卻,若能掌握『先快後緩』的關鍵,可將淬火裂痕的情況降至最低。

過熱容易產生淬火裂痕

加熱超過是當的淬火溫度100℃以上,稱之為過熱。過熱時,沃斯田體之結晶顆粒變得粗大化,導致淬火後生成粗大的麻田散體而脆化,易使針狀麻田散體之主幹出現橫裂痕(此稱為麻田散體裂痕),此裂痕極易發展成淬火裂痕。因此,當您的工件在沃斯田體化溫度時產生過熱現象時,後續的淬火、冷卻均無法阻止淬裂的產生,故有人把『過熱』稱為發生淬火裂痕的元兇。

淬火前的組織會影響淬火裂痕?

淬火前的組織當然會影響淬火的成敗。最正常的前組織應該是正常化組織或退火組織(波來體結構),若淬火前組織為過熱組織、球狀化組織均會有不同的結果。過熱組織易產生淬火裂痕,球狀化組織則可以均勻淬硬而避免淬裂及淬彎,因此工具鋼或高碳鋼在淬火前,可施行球狀化處理已是淬火重要技術之一。此時可施以球狀化退火或調質球狀化處理以獲得球狀碳化物。碳化物若以網狀組織存在,則容易由該處發生淬火裂痕。

淬火零件因常溫放置引起之瑕疵

淬火後的零件,若長時間放置在室溫,可能發生擱置裂痕及擱置變形兩種缺陷。擱置裂痕又稱為時效裂痕,尤其在冬天寒冷的夜晚,隨溫度之下降導致殘留沃斯田體變態為麻田散體,使裂痕因此而產生,又稱之為夜泣裂痕。擱置變形又稱之為時效變形,乃淬火工件放置於室溫引起尺寸形狀變化之現象,大多導因於回火處理不完全所致。為防止擱置變形,需讓鋼材組織安定化,因此首先要消除不安定之殘留沃斯田體(實施深冷處理)。接著實施200℃~250℃的回火處理使麻田散體安定化。

(2)回火常見問題與解決技巧

100℃熱水回火之優點

低溫回火常使用180℃至200℃左右來回火,使用油煮回火。其實若使用100℃的熱水來進行回火,會有許多優點,包括:(1)100℃的回火可以減少磨裂的發生;(2)100℃回火可使工件硬度稍增,改善耐磨性;(3)100℃的熱水回火可降低急速加熱所產生裂痕的機會;(4)進行深冷處理時,降低工件發生深冷裂痕的機率,對殘留沃斯田體有緩沖作用,增加材料強韌性;(5)工件表面不會產生油焦,表面硬度稍低,適合磨床研磨加工,亦不會產生油煮過熱干燒之現象。

二次硬化之高溫回火處理

對於工具鋼而言,殘留應力與殘留沃斯田體均對鋼材有著不良的影響,浴消除之就要進行高溫回火處理或低溫回火。高溫回火處理會有二次硬化現象,以SKD11而言,530℃回火所得鋼材硬度較200℃低溫回火稍低,但耐熱性佳,不會產生時效變形,且能改善鋼材耐熱性,更可防止放電加工之加工變形,益處甚多。

在300℃左右進行回火處理,為何會產生脆化現象?

部分鋼材在約270℃至300℃左右進行回火處理時,會因殘留沃斯田體的分解,而在結晶粒邊界上析出碳化物,導致回火脆性。二次硬化工具鋼當加熱至500℃~600℃之間時才會引起分解,在300℃並不會引起殘留沃斯田體的分解,故無300℃脆化的現象產生。

回火產生之回火裂痕

以淬火之鋼鐵材料經回火處理時,因急冷、急熱或組織變化之故而產生之裂痕,稱之為回火裂痕。常見之高速鋼、SKD11模具鋼等回火硬化鋼在高溫回火後急冷也會產生。此類鋼材在第一次淬火時產生第一次麻田散體變態,回火時因淬火產生第二次麻田散體變態(殘留沃斯田體變態成麻田散體),而產生裂痕。因此要防止回火裂痕,最好是自回火溫度作徐徐冷卻,同時淬火再回火的作業中,亦應避免提早提出回火再急冷的熱處理方式。

回火產生之回火脆性

可分為300℃脆性及回火徐冷脆性兩種。所謂300℃脆性系指部分鋼材在約270℃至300℃左右進行回火處理時,會因殘留沃斯田體的分解,而在結晶粒邊界上析出碳化物,導致回火脆性。所謂回火徐冷脆性系指自回火溫度(500℃~600℃)徐冷時出現之脆性,Ni-Cr鋼頗為顯著。回火徐冷脆性,可自回火溫度急冷加以防止,根據多種實驗結果顯示,機械構造用合金鋼材,自回火溫度施行空冷,以10℃/min以上的冷卻速率,就不會產生回火徐冷脆性。

高周波淬火常見之問題

高周波淬火處理常見的缺陷有淬火裂痕、軟點及剝離三項。高周波淬火最忌諱加熱不均勻而產生局部區域的過熱現象,諸如工件銳角部位、鍵槽部位、孔之周圍等均十分容易引起過熱,而導致淬火裂痕的發生,上述情形可藉由填充銅片加以降低淬火裂痕發生的可能性。另外高周波淬火工件在淬火過程不均勻,會引起工件表面硬度低的缺點,稱之為軟點,此現象系由於高周波淬火溫度不均勻、噴水孔阻塞或孔的大小與數目不當所致。第三種會產生的缺失是表面剝離現象,主要原因為截面的硬度變化量大或硬化層太淺,因此常用預熱的方式來加深硬化層,可有效防止剝離現象。

不銹鋼為何不能在500℃至650℃間進行回火處理?

大部分的不銹鋼在固溶化處理後,若在475℃至500℃之間長時間持溫時,會產生硬度加大、脆性亦大增的現象,此稱之為475℃脆化,主要原因有多種說法,包括相分解、晶界上有含鉻碳化物的析出及Fe-Cr化合物形成等,使得常溫韌性大減,且耐蝕性亦甚差,一般不銹鋼的熱處理應避免常時間持溫在這個溫度范圍。另外在600℃至700℃之間長時間持溫,會產生s相的析出,此s相是Fe-Cr金屬間化合物,不但質地硬且脆,還會將鋼材內部的鉻元素大量耗盡,使不銹鋼的耐蝕性與韌性均降低。

為何會產生回火變形?

會產生回火變形的主要原因為回火淬火之際產生的殘留硬力或組織變化導致,亦即因回火使張應力消除而收縮、壓應力的消除而膨脹,包括回火初期析出e碳化物會有若干收縮、雪明碳鐵凝聚過程會大量收縮、殘留沃斯田鐵變態成麻田散鐵會膨脹、殘留沃斯田鐵變態成變韌鐵會膨脹等,導致回火後工件的變形。防止的方法包括:(1)實施加壓回火處理;(2)利用熱浴或空氣淬火等減少殘留應力;(3)用機械加工方式矯正及(4)預留變形量等方式。

回火淬性的種類

(1)270℃~350℃脆化:又稱為低溫回火淬性,大多發生在碳鋼及低合金鋼。

(2)400℃~550℃脆化:通常構造用合金鋼再此溫度范圍易產生脆化現象。

(3)475℃脆化:特別指Cr含量超過13%的肥粒鐵系不銹鋼,在400℃至550℃間施以回火處理時,產生硬度增加而脆化的現象,在475℃左右特別顯著。

(4)500℃~570℃脆化:常見於加工工具鋼、高速鋼等材料,在此溫度會析出碳化物,造成二次硬化,但也會導致脆性的提高。

(3)退火常見問題與解決技巧

※工件如何獲得性能優異之微細波來體結構?

退火處理會使鋼材變軟,淬火處理會使鋼材變硬,相比較之下,如施以『正常化』處理,則可獲得層狀波來鐵組織,可有效改善鋼材的切削性及耐磨性,同時又兼具不會產生裂痕、變形量少與操作方便等優點。然而正常化處理是比較難的一種熱處理技術,因為它採用空冷的方式冷卻,會受到許多因素而影響空冷效果,例如夏天和冬天之冷卻效果不同、工件大小對空冷速率有別、甚至風吹也會影響冷卻速率。因此正常化處理要使用各種方法來維持均一性,可利用遮陽、圍幕、坑洞、風扇等。

※正常化處理與退火處理之差異

正常化處理維加熱至A3點或Acm點以上40~60℃保持一段時間,使鋼材組織變成均勻的沃斯田體結構後,在靜止的空氣中冷卻至室溫的熱處理程序。對亞共析鋼而言,可獲得晶粒細化的目的而擁有好的強度與韌性;對過共析鋼而言,則可防止雪明碳鐵在沃斯田鐵晶粒邊界上形成網狀析出,以降低材料的韌性。

完全退火處理主要目的是要軟化鋼材、改善鋼材之切削性,其熱處理程序為加熱至A3點以上20~30℃(亞共析鋼)或A1點以上30~50℃持溫一段時間,使形成完全沃斯田體組織後(或沃斯田體加雪明碳體組織),在A1點下方50℃使充分發生波來體變態,獲至軟化的鋼材。另外應力消除退火則是在變態點以下450~650℃加熱一段時間後徐徐冷卻至室溫,可消除鋼材內部在切削、沖壓、鑄造、熔接過程所產生的殘留應力。

※如何消除工件之殘留應力?

應力消除退火則是在變態點以下450~650℃加熱一段時間後徐徐冷卻至室溫,可消除鋼材內部在切削、沖壓、鑄造、熔接過程所產生的殘留應力。對碳鋼而言,參考的加熱溫度為625±25℃;對合金鋼而言,參考的加熱溫度為700±25℃。持溫時間亦會有所差異,對碳鋼而言,保持時間為每25mm厚度持溫1小時;對合金鋼而言,保持時間為每25mm厚度持溫2小時,冷卻速率為每後25mm以275℃/小時以下的冷卻速率冷卻之。

※如何預防加熱變形?

預防加熱變形的發生,最好是緩慢加熱,並實施預熱處理。一般鋼材在選擇預熱溫度時,可依下列准則來選定預熱溫度:(1)以變態點以下作為預熱溫度,例如普通鋼約在650~700℃,高速鋼則在800~850℃左右。(2)以500℃左右作為預熱溫度。(3)二段式預熱,先在500℃左右作第一段預熱,保持一段時間充分預熱後,在將預熱溫度調高至A1變態點以下。(4)三段式預熱,針對含有高含量合金之大型鋼材,例如高速鋼,有時需要在1000~1050℃作第三段預熱。

(4)滲碳氮化常見問題與解決技巧

※氮化表面硬度或深度不夠

(1)可能是鋼料化學成分不適合作氮化處理

(2)可能是氮化處理前的組織不適合

(3)可能是氮化溫度過高或太低

(4)爐中之溫度或流氣不均勻

(5)氨氣的流量不足

(6)滲氮的時間不夠長

※氮化工件彎曲很厲害

(1)氮化前的弛力退火處理沒有做好

(2)工件幾何曲線設計不良,例如不對稱、厚薄變化太大等因素

(3)氮化中被處理的工件放置方法不對

(4)被處理工件表面性質不均勻,例如清洗不均或表面溫度不均等因素

※氮化工件發生龜裂剝離現象

(1)氨的分解率超過85%,可能發生此現象

(2)滲氮處理前工件表面存在脫碳層

(3)工件設計有明顯的銳角存在

(4)白層太厚時

※氮化工件的白層過厚

(1)滲氮處理的溫度太低

(2)氨的分解率低於15%時,可能發生此現象

(3)在冷卻過程不恰當

※氮化處理時之氨分解率不穩定

(1)分解率測定器管路漏氣

(2)滲氮處理時裝入爐內的工件太少

(3)爐中壓力變化導致氨氣流量改變

(4)觸媒作用不當

※工件需進行機械加工處如何防止滲碳?

(1)鍍銅法,鍍上厚度20mm以上的銅層

(2)塗敷塗敷劑後乾燥,可使用水玻璃溶液中懸浮銅粉

(3)塗敷防碳塗敷劑後乾燥,主要使用硼砂和有機溶劑為主

(4)氧化鐵和黏土混合物塗敷法

(5)利用套筒或套螺絲

※滲碳後工件硬度不足

(1)冷卻速度不足,可利用噴水冷卻或鹽水冷卻

(2)滲碳不足,可使用強力滲碳劑

(3)淬火溫度不足

(4)淬火時加熱發生之脫碳現象所導致,可使用鹽浴爐直接淬火

※滲碳層剝離現象

(1)含碳量之濃度坡度太大,應施以擴散退火

(2)不存在中間層,應緩和滲碳的速率

(3)過滲碳現象,可考慮研磨前次之滲碳層

(4)反復滲碳亦可能產生滲碳層剝離的現象

3. PCB設計中如何確保良好的散熱性

在談到整體設計的可靠性時,通過讓 IC 結點溫度遠離絕對最大值水平,在環境溫度不斷升高的條件下保持PCB電路設計的完整性是一個重要的設計考慮因素。當逐步接近具體PCB電路設計中央晶元的最大功耗水平(Pd 最大值)時更是如此。
進行散熱完整性分析的第一步是深入理解 IC 封裝熱指標的基礎知識。到目前為止,封裝熱性能最常見的度量標準是 Theta JA,即結點到環境測得(建模)的熱阻。Theta JA 值也是最需要解釋的內容。能夠極大影響 Theta JA 測量和計算的一些因素包括:
線跡:尺寸、成分、厚度和幾何結構。
熱阻(Theta JA) 數據現在對使用新 JEDEC 標準的有引線表面貼裝封裝有效。實際數據產生於數個封裝上,同時熱模型在其餘封裝上運行。按照封裝類型以及不同氣流水平顯示的 Theta JA 值來對數據分組。
結點到環境數據是結點到外殼 (Theta JC) 的熱阻數據。實際 Theta JC 數據會根據使用 JEDEC 印製電路板 (PCB) 測試的封裝生成。
通過訪問散熱數據,你可以將散熱數據用於正使用的具體封裝。這里,你會發現額定參量曲線、不同流動空氣每分鍾直線英尺 (LFM) 的 Tja,以及對你的設計很重要的其他建模數據。所有這些信息都會幫助你不超出器件的最大結點溫度。尤為重要的是堅持廠商和 JEDEC 建議的封裝布局原則,例如:那些使用 QFN 封裝的器件。4下列各種設計建議可幫助你實施最佳的散熱設計。
既然你閱讀了全部建模熱概述,並且驗證了電路板布局和散熱設計,那麼就讓我們在不使用散熱建模軟體或者熱電偶測量實際溫度的情況下檢查散熱設計的實際好壞程度吧。產品說明書中的 Theta JA 額定值一般基於諸如 JEDEC #JESD51 的行業標准,其使用的是一種標准化的布局和測試電路板。因此,你的散熱設計可能會不同,會有不同於標準的 Theta JA,這是因為具體的 PC 電路板設計需求。如果您想知道你的設計離最佳散熱設計還有多遠,那麼請對你的 PC 電路板設計執行下列系統內測試。(嘗試將電壓設置到其最大可能值,以測試極端條件。)要想獲得最佳結果,請使用一台烤箱(非熱感應系統),然後靠近電路板只測量 Ta,因為烤箱有一些熱點。如果可能,請在電路板底部使用一個熱絕緣墊,以防止室溫空氣破壞測量。
我們此處的測試中,我們只關心我們測試電路板上具體晶元的 Tj 情況。我們將其用作方程式的替代引用,該方程式計算得到具體測試 PC 電路板的熱阻 Theta JA。它應該非常明顯地表明我們的散熱設計質量。如果晶元具有這種散熱片,則對幾塊 PC 電路板進行測試以獲得一些區域(例如:PowerPadTM)焊接完整性的較好采樣,目的是正確使用這種獨特的封裝散熱片技術。要找到 teF 允許的器件最大 Tj,請將 PC 電路板置入恆溫槽中,同時器件無負載且僅運行在靜態狀態。緩慢升高恆溫槽溫度,直到 TEF 被觸發。出現這種情況時恆溫槽的溫度點便為Tj,因為 Ta = Tj。這種情況下,功耗 (Pd) 必須處在非常低的靜態水平,並且可被視作零。將該溫度記錄為 Tj。它將用於我們的方程式,計算 Theta JA。5 。
其次,計算出您電路的最大 Pd。將恆溫槽溫度升高到產品說明書規定的 IC 最大環境溫度以上約 10 或 15 度(將該溫度記錄為 Ta)。這樣做會使 TEF 更快地通過自加熱。現在,通過緩慢增加 Pd 直至 TEF 斷開,我們將全部負載施加到 IC。在 TLC5940 中,我們改變外部電阻 R(IREF),其設置器件的 Io 吸收電流。如果超高溫電路有滯後,則電路會緩慢地溫度循環,從而要求我們緩慢地降低 Pd 直至循環停止。這時,恆溫槽溫度應被記錄為 Pd 最大值。
最後,要獲得您電路板的 Theta JA,請將測得的 Tj 值、Ta 值和 Pd 最大值插入到下列方程式中:Theta JA = (Tj-Ta)/Pd max 如果您擁有一個較好的散熱設計,則該值應接近 IC 產品說明書中的 Theta JA。幸運的是,這種測試不依賴於外殼 (Tc) 或結點 (Tj) 的直接溫度測量,因為很難准確地在現場測量到它們。
小貼士:一定要將 PC 電路板放入恆溫槽中幾分鍾。
將Vsupply X Iq 加上理想 Pd,考慮 Iq 的 IC 功耗。這可能是也可能不是一個忽略因素。
在本文一開始提及的情況中,如果您的設計的 Pd 接近 Pd 最大值,則您可以利用如下方法來改善散熱設計:使用更好的散熱定額封裝。在 TLC5940 案例中,帶散熱墊 (PowerPad) 的 HTSSOP 可能更佳。
增加PC 電路板銅厚度,其通過散熱墊或者其他散熱片器件來對 IC 散熱。
如果可能,利用氣流來降低 IC 承受的最高環境溫度。
降低器件 Pd。在我們的測試中,可以通過如下幾種方法完成這項工作:。
降低V(LED)將一個串聯電阻添加到 LED 電流通路。這樣做不會改變設計的總功耗,但它會將 IC 封裝的一些 Pd 移到外部串聯電阻。
總結:優秀的PCB電路設計人員要務必有一個穩健的電氣設計,它可以在最高環境溫度下處理極端電壓和電流。很多時候,人們常常遺忘的方面或者一個較少考慮的方面是極端工作條件下封裝的散熱設計完整性。這可能是您的設計中一個更為重要的方面,因為它在很大程度上決定著電路的可靠性。這里說的是一種就散熱方面而言確定最佳設計的相對快速和簡單的方法,其無需一些笨拙或耗時的方法,或者價格昂貴的軟體分析。另外還介紹了一些降低 Pd 或者至少降低 IC 封裝自身功耗的一些方法。

4. 提高傳熱效率的方法有哪些

1、研究應用強化傳熱技術,擴展傳熱面積和提高傳熱表面的傳熱性能;
2、改變換熱器折流板結構(折流桿技術等)以提高殼程的傳熱膜系數,增加介質的湍流性,防止介質走短流;
3換熱管內外表面防污垢技術(防污垢塗層技術)。
4、應用數值傳熱技術的研究。目前研究應用強化傳熱技術是提高傳熱效率很有效的一種技術措施,本文主要討論應用強化傳熱技術對換熱器進行改進。所謂換熱器傳熱強化或增強傳熱是指通過對影響傳熱的各種因素的分析與計算,採取某些技術措施以提高換熱設備的傳熱量或者在滿足原有傳熱量條件下,使它的體積縮小。
換熱器傳熱強化通常使用的手段包括三類:擴展傳熱面積(F);加大傳熱溫差;提高傳熱系數(K)。
1.擴展傳熱面積F。擴展傳熱面積是增加傳熱效果使用最多、最簡單的一種方法。這種方法現在已經淘汰。現在使用最多的是通過合理地提高設備單位體積的傳熱面積來達到增強傳熱效果的目的,如在換熱器上大量使用單位體積傳熱面積比較大的翅片管、波紋管、板翅傳熱面等材料。
2.加大傳熱溫差△t。加大換熱器傳熱溫差△t是加強換熱器換熱效果常用的措施之一。但是,增加換熱器傳熱溫差△t是有一定限度的,我們不能把它作為增強換熱器傳熱效果最主要的手段,使用過程中我們應該考慮到實際工藝或設備條件上是否允許。
3.增強傳熱系數(K)。增強換熱器傳熱效果最積極的措施就是設法提高設備的傳熱系數(K)。換熱器傳熱系數(K)值越低,換熱器傳熱效果也就越差。換熱器傳熱系數(K)值也就越高,換熱器傳熱效果也就越好。

5. 在規劃和建築設計中,應如何改善室內外熱環境

大的方面:
1.在規劃中建築盡量南北向,組織小區通風;
2.單體建築設計盡量減少東西開門窗,做好東西牆、屋面隔熱保溫,組織好戶內通風。

6. 供暖系統的熱源節能方法有什麼

整個供熱採暖系統由熱源、熱網和熱用戶三大部分組成。節能工作也應從這三個方面入手。

熱源主要採用燃煤、燃氣、燃油鍋爐或電鍋爐,也可用地熱、水源、地源熱泵等。我國北方地區現在仍以集中燃煤鍋爐供熱為主。由於環保要求的提高,北京等地正在逐步改變以燃煤為主的局面,用燃氣、電等清潔能源取代,地熱、熱泵技術等也正在逐步發展。

鍋爐房熱源的節能主要是提高能源轉換的效率,包括提高鍋爐和換熱站內換熱器的效率,降低輸送系統的能耗,包括風機和水泵的能耗,以及降低輔助系統包括輸煤、排灰和排污系統的能耗。

在建築室內採暖設計中,存在著許多不規范的人為附加,熱負荷的計算值比實際需要往往高出很多,採暖系統運行參數偏離設計參數較多就是最直接的表現,常見的人為附加如下:

(1)圍護結構傳熱系數偏大。按《民用建築熱工設計規范》計算得出的圍護結構傳熱系數就應該直接作為建築熱負荷計算的基礎,但由於擔心施工問題影響保溫效果,又在此基礎上附加了20%~30%。

(2)管徑選取偏大。在管徑選取時,不進行水力計算,只參照比摩阻選取管徑,而且每段管徑都是取大放小,有時還有意放大一號。

(3)散熱器面積偏大。在散熱器面積或片數選取時,把計算負荷附加30%~50%。

(4)鍋爐選擇偏大。設計時不進行水力計算,甚至不進行熱負荷計算,而按面積指標估算,使鍋爐富餘量約大一倍。

在企業中,大鍋爐、大水泵、粗管道和大散熱器的情況十分普遍,鍋爐容量選用過大,使鍋爐經常停爐或低負荷運行,影響鍋爐的熱效率。管徑選取偏大,使單體內部阻力過小,不利於整個熱網的水力平衡,會導致整個供熱區域內冷熱不均。散熱面積過大會造成建築內採暖系統豎向溫度失調,高層過熱,底層偏冷,達不到舒適要求,同時造成能源浪費。管徑和散熱面積偏大還為採暖系統「大流量、小溫差」的不合理運行創造了條件,增大循環水泵的電耗,使系統運行費用增加。這些附加還掩蓋了建築圍護結構施工、設備安裝中存在的問題,嚴重阻礙了採暖設計水平的提高,加大了工程投資,浪費了能源。

為了改善舊的供暖系統,應對鍋爐、換熱器、循環水泵等設備進行全面校核,分析所有設備匹配的合理性,然後結合實際情況,制訂在嚴寒期與初寒期最佳的允許方案,力求提高一次水水溫,減少鍋爐、換熱器和水泵的運行台數,以節約能源;對新建的供暖系統,要切實以節能設計標准為依據,確定熱負荷,選擇設備,並採用變頻調速技術,在運行中則盡量提高一次水水溫,避免能源浪費。

鍋爐改造實施方法

工業鍋爐技術改造工作是一個系統工程,它需兼顧節能、安全和環境保護等多方面的規程和要求,而且鍋爐機組是動力設備,機組的可靠性要求高,如改造不當造成的影響和損失遠遠超出機組本身的范圍和價值,因此必須遵循一定的工作程序。

(1)改造前熱工測試(論斷性測試)。通過測試全面了解鍋爐實際狀況,得到熱效率和各項熱損失的數據。

(2)分析存在的主要問題。根據測試數據並輔以對鍋爐和輔機的現場檢查及聽取運行操作人員、檢修人員的意見或建議後進行全面的分析研究,找出鍋爐效率低下或可靠性差、可用率低的主要問題和關鍵部位。

(3)制訂改造方案提出可行性研究報告。根據找到的主要問題,分析節能潛力,按照技術上可靠的原則選擇現實可行的改造方案,並為確認經濟上是否可行,將制訂的初步方案作詳細的技術經濟分析,提出可行性研究報告。

可研報告至少應包括以下內容:

鍋爐機組現狀,包括熱負荷狀況、煤耗、熱效率、存在問題等;

改造的必要性;

改造方案選擇(包括方案比較);

推薦方案的投資估算;

資金來源;

節能效益;

環境效益;

經濟效益分析;

敏感性分析;

結論。

(4)項目融資。根據可研報告提出投資估算,確定自籌、貸款式申請補助的額度,並進行融資。

(5)選擇實施者。方案選擇後,從技術擁有者中選擇信譽好、有業績、價格合理的單位作為實施方。

(6)辦理鍋爐改造報批手續。改造工作一般應向以下單位報批:上級主管部門、節能和環保主管部門、勞動安全主管部門。

(7)完成施工設計和組織施工。施工過程應由特種設備檢測中心負責質量監督。

(8)驗證性熱平衡測試。鍋爐改造完成後,應在調試正常條件下進行熱平衡測試,一般情況下,正、反平衡測試均應進行,對於大型工業鍋爐無條件進行正平衡測試時,也可只做反平衡測試,以驗證改造效果。

改造效果驗證不僅要看熱效率的提高量,還應重點比較鍋爐診斷測試時出現的主要問題中的數據變化,從而判斷出所採取的改造技術措施哪些是有效的,哪些是無效的,以便為今後制訂改造方案提供寶貴的實踐經驗。

除了城市熱電聯產集中供熱以及各種集中或分設的採用不同燃料的鍋爐房供熱的熱源以外,燃氣壁掛爐供熱和直接用電採暖近來都有一定的發展。燃氣壁掛採暖爐具有使用調節方便、能效高、便於計量收費、節省熱網投資、不需鍋爐房佔地等優點,但存在燃氣安全、消防及排放廢氣污染環境問題,而且用戶使用費用高,設備折舊年限短。直接用電採暖可採用低溫輻射電熱膜、地板內埋設電纜、電暖氣等,其特點是無外部設施建設,投資較少,當地無污染,便於計量收費,管理方便,但能源利用率過低,運行費用較高,只能在難以使用其他供熱方式的條件下適用此種方法。

供暖系統的熱網節能

從供熱熱源向用戶輸送熱能的熱網,也應力求減少能量損失。為此,必須做好管道保溫,滿足保溫標準的要求;要做好管網的平衡調節,避免由於熱用戶距離熱源遠近不同造成的熱損失;還要防止管網跑、冒、滴、漏,特別是大量丟水問題的發生。

7. flotherm與icepak,在解決電子產品熱設計方面的問題,哪個更方便專業呢

一直使用icepak,很適合做電子產品熱設計,ICEPAK軟體由全球最優秀的計算流體力學軟體提供商Fluent公司,專門為電子產品工程師定製開發的專業的電子熱分析軟體。藉助ICEPAK的分析和優化結果,用戶可以減少設計成本、提高產品的一次成功率(get-right-first-time)、改善電子產品的性能、提高產品可靠性、縮短產品的上市時間。
已經嵌入到ANSYS軟體中。
ANSYS軟體是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析於一體的大型通用有限元分析軟體。由世界上最大的有限元分析軟體公司之一的美國ANSYS開發,它能與多數CAD軟體介面,實現數據的共享和交換,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是現代產品設計中的高級CAE工具之一。

8. 室內熱環境因素中,通過土木施工能夠最有效改善的有那些因素

室內環境因素包括:室內空氣溫度,空氣濕度,氣流速度。

設計方面來講的話,一來可以通過改動開窗的朝向及方式來改變室內採光,
其二,適當的室內通風線路也可以改善建築內環境的熱因素,
還有就是建築所採用的建築材料,比如要根據建築所處位置及當地環境來適當的選取建築整體的材料。

9. 室內熱環境因素中,通過建築設計能夠最有效改善的是那些因素呢

我覺得從設計方面來講的話,一來可以通過改動開窗的朝向及方式來改變室內採光,其二,適當的室內通風線路也可以改善建築內環境的熱因素,還有我覺得就是建築所採用的建築材料,比如要根據建築所處位置及當地環境來適當的選取建築整體的材料。

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