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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 机械 » 流体机械 » 请教做流体方面的前辈，怎么实现这样的需求（无声强制空气流动）
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oilprof

新虫 (初入文坛)

[求助] 请教做流体方面的前辈，怎么实现这样的需求（无声强制空气流动） 已有2人参与

如图所示，每边长都是30cm，这个忘了在图上标出。

如果设备处在室温环境下，内部顶壁持续有500W的发热功率（热量可以向两个侧壁传导一部分，但不多），想找一个可以不产生振动（声音）的方式降低顶壁温度（控制在50摄氏度以下），而且这种解决方案的全部组成部分体积不能太大，必须全部在这个30cm × 30cm × 30cm的盒子内。

有没有什么好的办法，或者可行的解决方案？

我能想到的就是这种双层壁结构（在壁间可以增加铝合金鳍片，增加散热面积），两侧底部进风，顶部出风，CFM尽可能高一些，比如达到400，但是紧接着的问题就来了，怎么样能够以无声的方式形成这样的空气流动？

（关于顶壁散热本身，箱体内部是没法放风扇的，一方面风扇总会有噪音，另一方面空间也不够，而且箱体密闭。如果使用相变降温，比如用压缩机，这个噪音问题也解决不了；如果是开放空间蒸发散热，这个是没法做到的，因为没有人一直维护加水，而且温度控制不能满足要求。如果用水循环的方式，被加热的水同样面临降温的问题；如果用制冷片，那么制冷片的热面也要降温；）

求教各位前辈，有没有更完美的方法能实现这么苛刻的设计要求？（我一边写帖子，一边觉得这个问题太困难了......不过也可能是我思路不够开放，了解的东西太少。）
（关于金币，我就7个，全放上了......）

请教做流体方面的前辈，怎么实现这样的需求（无声强制空气流动）
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1楼 2014-10-03 06:59:37
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terry_neu

铜虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
冷却有很多方式，换热器，干冰，液氮，关键是看成本
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2楼2014-10-03 07:59:57
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oilprof

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by terry_neu at 2014-10-03 07:59:57
冷却有很多方式，换热器，干冰，液氮，关键是看成本

不仅是冷却，关键还有其他的约束条件。无声的、空间的。而且成本不能太高，一套相应的解决方案不能超过500元。

干冰、液氮这些都涉及到维护，不断消耗工质，在本方案中不现实。

换热器的体积太大，而且终究也要面临一个交换过来的热量出路问题。
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3楼2014-10-03 08:33:15
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lucklhz

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
你这个条件，和外界没有开发的能量交换通道，从理论上来说，既没有通道，又要进行能量交换，这是不大可能实现的，除非采用辐射散热的方法，但是，散热效率很低，估计达不到要求。
楼主，再想想吧，考虑相变方式，实现并不复杂。
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4楼2014-10-03 11:59:07
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oilprof

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by lucklhz at 2014-10-03 11:59:07
你这个条件，和外界没有开发的能量交换通道，从理论上来说，既没有通道，又要进行能量交换，这是不大可能实现的，除非采用辐射散热的方法，但是，散热效率很低，估计达不到要求。
楼主，再想想吧，考虑相变方式，实 ...

仔细计算过大空间的空气自然对流和辐射散热总功率，即使表面增加竖向的鳍片也还是远远达不到设计要求。

请问在那些约束条件下，具体怎么设计相变方式呢？
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5楼2014-10-03 17:49:50
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lucklhz

木虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by oilprof at 2014-10-03 17:49:50
仔细计算过大空间的空气自然对流和辐射散热总功率，即使表面增加竖向的鳍片也还是远远达不到设计要求。

请问在那些约束条件下，具体怎么设计相变方式呢？...

借鉴一下热管散热设计：充分利用内部的有限空间，设计热管通道，两边的或是封闭的周围设计翅片，也可以把你这个东东设计成圆形（考虑工艺），整个下来，可能成本要高一些。
仅供楼主参考。
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6楼2014-10-04 08:20:32
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oilprof

新虫 (初入文坛)
热管实现的终究只是热量的转移，而且热管的效率其实是远低于真空腔均热板的，即使热管表面焊满了散热鳍片，这些鳍片同样面临着一个散热的问题。无风扇就是自然对流散热+辐射散热；有风扇就是强制空气对流散热。

但是用热管加散热鳍片的思路的话，自然对流散热是达不到所需散热功率的；（有风扇就有噪音）

热量在系统内转移是很容易的，不管是用热管，还是用均热板，都能很好的实现，关键是怎么将热量转移出系统（热量没法消灭）

如果用这个思路：将热量移出系统，那就是两种了，一种将热量扩散到周围大空间中；另一种是将热量储存起来。

可能这个方案最终还是要在这两个方向上想解决的办法。
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7楼2014-10-04 09:58:38
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oilprof

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
6楼: Originally posted by lucklhz at 2014-10-04 08:20:32
借鉴一下热管散热设计：充分利用内部的有限空间，设计热管通道，两边的或是封闭的周围设计翅片，也可以把你这个东东设计成圆形（考虑工艺），整个下来，可能成本要高一些。
仅供楼主参考。...

热管实现的终究只是热量的转移，而且热管的效率其实是远低于真空腔均热板的，即使热管表面焊满了散热鳍片，这些鳍片同样面临着一个散热的问题。无风扇就是自然对流散热+辐射散热；有风扇就是强制空气对流散热。

但是用热管加散热鳍片的思路的话，自然对流散热是达不到所需散热功率的；（有风扇就有噪音）

热量在系统内转移是很容易的，不管是用热管，还是用均热板，都能很好的实现，关键是怎么将热量转移出系统（热量没法消灭）

如果用这个思路：将热量移出系统，那就是两种了，一种将热量扩散到周围大空间中；另一种是将热量储存起来。

可能这个方案最终还是要在这两个方向上想解决的办法。
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8楼2014-10-04 10:02:49
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