浮力：自然对流的推动力

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在热管理中，我们描述了我们使用自然对流或强制对流的空气冷却设备。粉丝和鼓风机是强制对流冷却解决方案后面的机制，但自然对流呢？浮力是自然对流的驱动力。

你已经很清楚，在浮力的影响中经历过。浮力是允许船只浮动和热气球飞行的东西。这是海洋中的水与天空中的空气分开。这是由于这些不同流体的密度的变化。

浮力是由所有流体分子的动能产生的压力产生，并且彼此碰撞和附近的任何其他物体。虽然这种动能推动了所有方向，但它最大的相反力是重力。

浮力量取决于流体的密度。更密集或冷却器流体具有比更激发的流体更少的动能，因此它们对其他周围分子施加较小的压力。由于这种流体产生的压力较小，因此重力对该流体的力量比加温流体产生更多的影响。这就是为什么凉爽的空气落下和暖空气升起。

浮力是驱动自然对流的原因，其中通过热源和周围环境空气加热的空气之间的压差驱动热空气向上和远离热源。空气随着它被吸收的能量升起，从而从热源周围的区域中去除能量。冷却器环境空气然后移动并取代移动的加热空气。这种升高和更换热和凉爽的空气产生一致的流动，而无需任何有源机制来驱动它。

自然对流的关键点之一是在没有与向产品中添加风扇相关联的额外成本和装配时间的情况下进行传热。风扇或鼓风机可以降低设备的整体可靠性，因为它们由磨损的电机驱动，并且可以在延长产品的扩展使用中。

由于浮力使流体能够抵抗重力，因此散热的表面应以与重力矢量相同的方向定向。通常这种表面是你的散热器。散热器表面的最长尺寸应该是垂直的，因此当冷空气接触散热器的底部，它向上行进并继续加热并增加压差。

通过优化可以拉入翅片间隙和散热器的长度的空气量，您可以轻松使用自然对流到连接到散热器表面的冷却装置。你通常会看到良好的自然对流散热器的翅片间隙约为0.25英寸或6.35mm。这允许翅片之间的足够空间容纳在每个翅片表面上形成的边界层，并且仍然允许加热的空气向上流动。

作为热工程师，我们有关浮力的浮力，以及如何利用自然对流作为传热的有效方法。在Aavid Genie中，我们使您能够使用散热器设计来模拟自然对流。在模拟之前，您可以与重力选择散热器上的鳍片的方向。

随着重力载体的相同方向与翅片的流量长度定向散热器，其是理想的取向。

否则，您应该至少将Fin提示向上点。散热器的其他取向，例如侧向或甚至向下指向侧向或甚至向下指向的流量长度，抑制了浮力产生的自然对流流。这些翅片之间的加热空气倾向于停滞，因为由于散热器的翅片或底部沿着散热片或底部沿着散热片才升起。

为了回顾，自然对流散热器的最佳实践是垂直指向翅片的流量长度，并为您的翅片提供足够的空间以有效地拉动空气。尝试自己的自然对流散热器Aavid Genie.

快乐的设计！

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