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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