使用Flotherm电散热仿真物理学原理 目录及下载
使用Flotherm电散热仿真物理学原理 第1章：导热
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第2章：对流热交换
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第3章：辐射
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第4章：环境条件
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第5章：其它物理学方面
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第6章：PCB板仿真
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第7章：元件和元件仿真
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第8章：打孔板处压降
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第9章：风扇
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第10章：散热器
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第11章：机箱
使用Flotherm散热仿真物理学原理 第12-15章：芯片热功耗趋势/附录/封装术语/风扇
11 机箱 115
11.1 开放式机箱115
11.1.1 能量平衡 115
11.1.2 入口阻尼 116
11.2 封闭机箱118
11.3 机箱材料和颜色118
11.4 模型实验测量119
11 机箱
11.1开放式机箱
11.1.1能量平衡
下面是热功耗与机箱进出口空气温差的关系：
其中是体积流量，而是热功耗。以上公式没有考虑以下几点：
1. 辐射散热
2. 热源温度
3. 机箱面的散热
机箱内实际的热分布是依据流体的状态和内部换热所决定的。
建议：可以利用上式来验证仿真结果的准确性。
11.1.2入口阻尼
来源：www.flotherm.com -> Support -> April 10., 2001
建议：在机箱的所有开口处放置一个阻尼，特别是当机箱的面和求解域的面重合时。
从Flothem的入门教程中我们可以清楚的看到，可以通过在薄壁机箱上覆盖一个Resistance来作为阻尼。对于厚壁机箱，这个孔洞必须要进行具体建模，也就是打洞。有时在孔洞的两侧可能存在压力降，这时需要设置一个压力损失系数。
为了更好的理解这个情况，我们来观察一个处于自然对流中的机箱。如下图1所示空气从下部进入到机箱中。下图2中只是比图1中的机箱入口处多一个阻尼。这个阻尼有一个为0的压力损失系数，按道理对实际流动没有影响。然而，在Flotherm中两者的仿真结果是不同的。不仅仅入口速度不同，而且流动分布也有略微的差异。
图1：放大自然对流情况下机箱入口。求解域z-low面与机箱的z-low壁面重合。这个入口仅仅是壁面上的一个洞。重力方向为Z轴负向。
图2.相同的机箱，只是在low-z入口处增加了一个阻尼。这个阻尼设置了一个0阻力压降系数。这个流场与上图1中的流场不同。
图 1和图2哪一个才是正确的呢？
我们可以通过放大求解域的Z轴负方向进行一个简单的测试，结果如下图所示：
求解域向Z轴负向和Y轴正向放大。这个结果与图2类似，测试结果表明是否存在一个压力损失系数为0的阻尼都不影响仿真结果。
由于图2和图3相同，我们可以确定图2是正确的。也就是说，在图3中是否存在一个压力损失系数为0的阻尼都不影响机箱内的流场。
“Open Domain”的环境边界条件假定离物体无限远。如果空气入口毗邻开放的求解域（Open Domain），则空气速度会提高并且根据Bernoulli假设在开口处的压差会增加。一个更高的压力会初始空气更快的流动，最后达到的平衡是建立在高速空气流动的前提下。和“Open”不一样，当空气进入到阻尼时有一个假定的速度。在我们的图2的例子中入口处有一个压力损失系数为0的阻尼，从而避免了错误情况的发生。对于出口流动，我们发现图1和图2并没有区别。这主要是因为上部出口远离求解域的边界。
在开口处有一个阻尼的其它好处是可以直接从Table读取相关的数据。
11.2 封闭机箱
对于具有热功耗和表面的封闭机箱而言，在内部温度时有下式：
其中为外部温度，为传热系数，考虑了机箱与内部的换热热阻，机箱的导热热阻，以及机箱与外部的换热热阻。
对于薄钢板机箱而言，一般传热系数为。
11.3机箱材料和颜色
金属比塑料机箱更好吗？只要热源不接触机箱，两者几乎是没有区别的。其中主要的原因是对流换热热阻很大。但机箱表面扩大后，其与周围环境的辐射换热变得更为重要。机箱的颜色不建议使用白色，因为相对而言其发射率较小。可以采用一些相应的措施来提高机箱表面黑度，同时由此产生的对流热交换热阻可以忽略。
举例：一块PCB（欧洲标准）板独立地处于机箱内部
机箱尺寸：，壁厚，欧洲标准的PCB板独立处于机箱内部
1. 白色的机箱意味着其发射率接近0，内部PCB板辐射到机箱的热量几何都被反射回板子。
2. 当对白色的机箱提高黑度以后，其发射率与塑料机箱接近。计算结果也说明两者温度类似，这也从一个侧面反映了对流换热量所占的份额很少。
3. 去掉机箱后PCB板子温度急剧降低。
在不同条件下的PCB板子温度。第一个图：去掉机箱后的PCB。第二图：塑料机箱，换热系数，发射率。第三图：白色铝制机箱，换热系数，。第四图：铝制机箱：换热系数，。
建议：如果受到太阳直射，则应降低机箱表面发射率。
11.4模型实验测量
来源：H. Küstner, S. Strobach: „Visualisierung der Lüfterströmung in einem Elektronikgehäusemodell“. Studienarbeit Berufsakademie Stuttgart (2007)
1. 木质机箱
2. PC风扇（40mmX40mm）
外部尺寸: 474 x 438 x 100 mm
内部尺寸: 440 x 400 x 80 mm
孔洞尺寸: 116 x 56 x 14 mm
有效孔洞面积: 116 x 51,5 mm
孔直径: 5 mm
孔数目: 116
Durchlass: 38 %
Papst 412 F风扇在15 V: 7200 U/min
测量的空气流速（单位m/s）
上图：通过风速仪和烟气测量机箱内气流
可以清楚的从下图中看到机箱中央气流几乎不流动。Flotherm计算的结果与实验的测试数据还是比较相似的。
相应的Flotherm模型仿真结果
