【经验】如何使用热仿真软件FlothermXT进行并联风扇散热器风道优化设计？

时间： 2023-06-26 来源：世强

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一客户研发的产品散热器风道较长，如下图所示，使用的两个台达风扇 ASB0412VHA-A并联进行散热，实测散热能力无法达到要求，客户分析可能是因为两个风扇并排导致中心位置无风，热量集中于中心，新方案希望两个风扇稍微分开，中间留出出风位置，让风能从中间吹出，希望我们帮忙分析可行性并进行仿真分析提出优化建议。

首先，根据客户的模型使用热仿真软件FlothermXT进行仿真分析，得到结果如下图，分别为散热器温度与风道风速分布云图。可以看到散热器温度最高127℃左右；不论是理论分析还是从风道的速度云图，都可以得到中间速度很小，中间无风流动，中心热量无法被快速带走。

然后，按照客户提供提出的新方案，将风扇分开，中间留出出风位置，如下图所示仿真结果表示散热器最高温度达到131℃左右，相较于之前的127℃升高4℃，与客户预期相反。

为了找到温度升高的原因，为客户进行风道分析，左下图显示风道的速度云图中间温度达到1m/s以上，说明中间有风流过符合理论预期。进一步的，根据右下图的粒子云图可以看到，从中间空隙处出来的热风，由于靠近风扇进风口，有一部分会被吸进风扇造成热风回流，从而导致吹向散热器的风温度高于环境温度。从数据来看，经过风扇的流体平均温度从之前的38℃升高到47℃，升高了9℃，说明结果与预期不符主要原因为热风回流。

为了抑制热风回流导致的温度升高问题，为客户进行简单的结构改善，在中间流道增加导风板，将热风导出到远离风扇进风口，结构如下图所示，右下图表明散热器温度最高温度降低到120℃左右，相较于最初结构降低7℃，相较于无导风板结构降低11℃，满足客户的要求。

进一步的，同样进行风道分析，虽然加了导风板，但整体的风道流速基本不变，中心的风速有1m/s以上，更重要的，如右下图的粒子分布图，导风板将出风限制在中间，远离风扇进风口，热风回流问题得到解决，风扇的进风平均风温为38.5℃，比不加导风板温度下降8.5℃，进一步说明热风回流问题得到解决。

最终客户根据结果与方案进行调整，散热问题得到解决，产品快速完成研发。综上所述，通过FlothermXT热仿真模拟与简单的结构调整，为客户解决了散热问题，同时通过直观的仿真数据分析提前为客户避免了多次打样的时间与金钱的浪费，大大提高客户研发效率。如果您也有相关的散热难题或设计需求，可点击如下链接进行热仿真预约：https://www.sekorm.com/service/1-68.html?serviceName=FloTHERM

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zwjiang Lv9. 科学家 2024-02-13

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产品型号	品类	尺寸(mm)	厚度(mm)	电压(V)	转速(RPM)	风量(CFM/CMH)	风压(mmH₂O/inchH₂O/Pa)	噪音(dB-A)	讯号
EFB0424VHD-CP0	DC风扇	40mm	20mm	24VDC	9000RPM	9.36CFM	9.65mmH₂O	37.3dBA	PWM/F00