2024年3月31日发(作者:智昂雄)
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经验交流
/一、
台式电脑机箱的降温、防尘设计
赵成华’,刘剑雄’。董玉莲。
(1.昆明理工走学机电工程学院. 云南尾明 650093;2虎阳师范失学. 辽宁洗阳 1l0034
1引言
随精科学技术的发 .IU肭 帕主顿 ・ 断的挺
Q
离. 板嗣I [内刑号也 断地更新换代.忸同日lf电带
来r一蝗秆持解决的n0 .如cI】U的发热肘大,网机箱I} l
风痢转速怏 造成的¨ 较人.机箱在川过一段Ⅱ 后l~
郎就会{薯f盖较多的灰
J c[¨F』 作:竹-机箱
为解 述问题.设|l扦主要做
的做 }杖热 痢.或将(:lJI】平¨
热力式艘J竖,山风嗣徽热嫂为液冷敞热.或通过CPU的
度束控制m时{的转速.温度越- .转谜越快.从而 CPU
低温状怂F机箱的I.柞 境较为宣扑,如AMD的 系
列CPU就址j血过这种^』℃进}r拄i}IlJ 大多数办泼梆址制时
机辅 的粜 结中句或l鄙什世f,政造.本文IIIlJ足从热髑 方式
乖¨机输箱体的波引人下.解决J:进列举的问题
2热管的工作原理及结构特性
热许1 作的基本腻 如_刳1. 删的热舒由竹壳、吸
图1 热竹J 作 州
液芯和端盏小成.将竹内挑成1.3xlo 一1 3xIO Pa的负雕
允以适量的l:作液体,使紧mIli管 l幢的l啦敞芯屯细多孔
材皋1中充满液体后加以唐封 符的一端为蒸发段(加热
适成性; (5)其较常J!ll没街
段结构和位氍 髓非常 f舌。
、r叮靠; (6)冷、热
段).另一端为拎凝段(冷却段)。 姑膻川需垡在阿段中
删可布戤绝热段 热僻的・端受热时,毛细芯巾的液体
然发汽化.蒸汽侄微小的雎蔗卜漉向 ・端放出热猎凝结
成液体.液体冉卅多扎材料诘毛纳 的作用流 然发段 .
I此循环不I 姚可将庸温 n0热艟转移f 从而达到冷
却的作用..jt 热竹l控热的效 仁比较高.对某个集中 域
3机箱箱体的结构设计
夺次改汁魁采”1 Unigraphics NX2软件进 t虚拟没计.
更有利于宴体的建模和 终的,l 产实践 考虑到.f!Il在台式
l乜脑的主板 电矗6(、姓忙 光 等的R寸和形状.-瞪¨_的
机箱外观和恩可’问现在f¨场I.盘们蔗不多.弛嘲2,{l=l足
有{[I1下几个方面的改变: (1)机箱盖的jm风口被取消.
多 一个『剐定风廓的同定板( 固2巾的8和罔3 rf]的
1); (2)机箱的后iIif扳(帆箱捕电丑6【的・侧)只留电腑
电源的避风口.取洲 它的逝眦IJ; (3)外辅盏的前缘
的发热体进},敞热 为1_『_放..燕发段・般安装有蛆片,有
肋|『赫;!瑚唆收热h{n 逑座热臀的KJ霆、大小丰"弯曲狂度
赴可 的.这电足用热恃进行散热的优势之 .热骨的具
体特陛 i r: (1]i【4高的峙热PI:. 银 锕、铝等l金属
卡目比, 位承艟的热杵-叮多传递儿1、数I}{级的热情; (2)
有个蛮边(见圈2中的7).『 l外伸展.“外箱盖距机帮
优良的等 性; (3) 流晰 nf嵌一 I:; (4)f[4好的环境
I 稿¨婀:2(X)5 10 06
箱体有一较小的距离.选样在箱体的婀 饭和后『fIf扳就出
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G交流
现了近似长方形
来更好地防尘;外箱盖是通过螺钉在箱体的上缘和下缘固
的一个进风口和
定的,同时把内箱盖紧紧地压靠在箱体卜。
一
个出风口(见
外箱盖上有一个方孔,它是用来固定风扇的,其内侧
图2中的2)。
安装有风扇、风挡,风挡和风扇的安装面与ZC轴(垂直
此机箱最突
前面板的方向)成一锐角,有助于形成一个更好的风道。
出的一个特点就
内箱盖中间成凹形,它的具体形状根据机箱内元器件
是有内箱盖和外
的分布设计,其边缘和外形尽可能采用流线形,有利于空
箱盖两个机箱盖
气的流通和散热,其外表面与元器件有一些距离。在内箱
(见图3和图4),
盖凹形底部有三个孔,一大二小,大孔是同电源上的孔进
它们的边缘处有
行配合的,而两个小孔则是CPU散热热管和显卡散热热管
一
较小的距离,
的通过孔。在安装热管时,要加一些密封装置,这样箱体
形成了一个风
内部和风道之间就没有对流现象发生了。
道。两箱盖都固
定在箱体上,但
4降温、防尘设计
固定的方式有所
(1)设计思路
不同:内箱盖固
现代先进飞机发动机的结构是分内、外涵道的,内涵
图2机箱外观图
定方式同现在大
道内的燃烧室点燃燃料产生高压燃气,从而使飞机产生一
多数箱盖一样,
个向前的推动力,而外涵道的作用是通过宅气的流动把内
’
外箱盖2・进(出)风口3・风挡4-底 推入槽中锁紧
涵产生的热量迅速带到加力燃烧室,有利于再次点燃燃料,
,
座5-箱体6'前面板 ・弯边8-固定板 只是推人的方向
这样外涵道对内涵道就有一个很好的冷却作用,保证了燃
相反(向后),使内箱盖上的凸台与电源上的孔进行配合
烧室的正常工作,本文的设计正是基于这种原理进行的。
(见图3和图4),在内箱盖 箱体接触处有密封垫,可用
(2)具体设计
电脑机箱内的主要发热部件是CPU、显卡和电源,前
两者可分别用热管进行冷却,其冷凝段通过内箱盖的两个
小孔完全暴露在内、
外箱盖问的风道内,
这样就可将CPU、显
卡的热量比较迅速地
转移到外界空气中,
从而达到冷却作用,
IliI
热管的外观图见图5。
考虑到CPU和显
卡的工作温度一般在
。
:
lOOT:以下。所以选择
图3机箱爆炸视图
常温工作热管,工作
1.固定板2矽 箱盖3.风扇 4.螺钉5.箱体6.电源通风
介质为水,工作温度
口 7.电源 8.电源上的孔 9.设备安装架 10.CPU散热热
为30-250oC,壳体材
管安装孔 11.显卡散热热管安装孔 l2.风挡
料选用碳钢,管芯选
用镍毡。
一
而电源部分的散
热仍然采用传统的风
}或 j.
扇散热,考虑到大多
图5 热管外观图
数电源与机箱之问是
1.安装座(安装在CPU或显卡
有通风孔的,所以本
上) 2.翅片3.热管4.冷凝段
次设计也将电源的外
(显露在风道中)
观进行了设计,只留
图4 内箱盖图及内箱盖与箱体装配图
图3中的通风孔,其它在箱体内部的面改为封闭的,这样
1.内箱盖上的凸台(小径凸台外侧与电源上的孔配合)2.显卡安装孔
有利于机箱箱体成为一个封闭体(防尘),叉不会影响电
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源部分的散热。
长或工作在灰尘较大的环境下,内、外箱盖间一定会沉积
机箱内其它部件发热量较小,且产生热的速度不快,
所以选用热传导的方式进行散热,内箱盖作为热导体。
不少灰尘,那么可将外箱盖拆下,对风道进行除 ,相当
方便且彻底。
在内箱盖制造时,选取热传导率比较高的材料,如工业
纯铝1035(25cc和100%热导率为226.1X/W-m k。)、锻铝
2A50(25℃的热导率175.8X/W-m k、IO0 ̄C热导率为
180.Oh/W・n-i。。k。。)或普通黄铜H96(热导率为244.93h
(20℃)/W-111 k ) 】。内箱盖的外表面处在风道中,在流动
5结论
此次设计采用重点突出、内病外治的方法,通过热管
和内、外箱盖的应用。将箱体内的热量有效、迅速地传到
外界空气中,使电脑降温、防尘、噪音等问题基本 得到
解决。所以此设计具有很大的实用价值,易于推广,特别
是在室外工作环境比较恶劣的情况下,会有更好的体现。
参考文献:
空气的作用下,n』以使内箱盖一直处于低温状态,保证了
机箱体箱内的热量不断地传导到风道中。
在机箱进气口和出气口之间的空气是依靠外箱盖内侧
的风扇和电源风扇驱动的,且两风扇所处的位置比较深,
有利于将风道内的热量带走。
[1]庄骏,张缸.热管技术厦其工程应用[M].北京:化学工业
出版社.2000.
[2] [美]s.w.著.热管理论与应用【M].科学出版社,1981.
[3]黄德彬.有色金属材料手册[M].北京:化学工业出版社,
2Oo5.
(3)结构特点
基于上面的设计,此结构有如下特点:
1)散热效果好。散热方式的选择体现出重点突出,
同时叉兼顾其它,热传导方式和对流方式的综合作用,可
使机箱箱体内的热量迅速带走,所以散热效果较好。
2)机箱箱体内的元器件可一直处于无尘的状态下工
[4]洪如瑾.UG NX2 CAD快速入门指导[M].北京:清华大
学出版社,2004.
[5]殷国富,成尔京.UG NX2产品设计实例精解[M].北京:
机械工业出版社。2005+
作。因内箱盖呵建立起一个很好的灰尘屏障,使机箱体内
形成一个完全封闭的空间,所以机箱箱体内的元器件可一
[6] [蔓]V.s.阿巴兹,P.S.拉森.对流换热[M].北京:高等教
育出版社,1992.
[7]Dunn P,Reay D A.Heat Pipes[M],Great Britain:Perga—
mort Press 1978.
直处于无尘的状态下工作,从而杜绝了因灰尘大而使某些
元件工作不正常现象的发生。
3)机箱的噪音减小。改造前,由于风扇转速过快和
[8]张也影.流体力学(第二版) [M].北京:高等教育出版
社.1999,
空气气流吹到通风口边缘上出现哨音而出现较大的机箱噪
音,改造后,CPU、显卡的散热是通过热管进行的,两个
风扇工作在比较开敞的环境下,且风道的四周皆为圆滑过
第一作者简介:赵成华,男,1973年生,辽宁沈阳人,硕士研究
生,工程师。研究领域:虚拟制造技术及机电控制。
渡,所以噪音会小得多,机箱就有一个安静的工作环境。
4)机箱内、外箱盖间的灰尘易除。电脑工作时问过
(编辑:向 飞)
(上接第26页)
MyRecordThread:=TRecordThread,Create:
MyRecordThread.Priority:=tpLower:
中,我们采用线程的Synchronize方法来调用它们,避免与
主线程冲突,保证丁系统的稳定运行。多线程庖用程序已
在测控实验系统中正常使用,有效地缩短了研发周期,具
有一定的推广价值。
参考文献:
[1]刘啸.Delphi高级鳊程[M].北京:人民邮电出版社,2002.
[2]张晓东,杜宏生.Delphi 5编程与开发实倒[M].北京:人
民邮电出版社。1999.
终止各个线程:
MyDrawThread,Terminate;
MyRecordThread.Terminate:
各线程的执行函数(略)。
但值得提出的是在各个线程的执行函数中,我们都使用
了Synchronize方法来调用这几个函数。这是因为,线程函数
中调用的几个过程本身是或者是使用了VCL构件库中非线
程安伞对象的属性和方法。如果不使用Synchronie方法.则 z
[3]迟忠先.Delphi 6.0开发实务[M].北京:电子工业出版
社.2002.
辅助线程有可能与主线程冲突,导致系统不能稳定运行[3]。
5结论
在测控实验系统中,新开辟的两个线程的任务是并发
作者简介:廖春蓝,女,1979年生,四川宜宾人,硕士研究生,
助教。研究领域:机电一体化控制
(编辑:吴智恒)
地处理绘制实时曲线和记录实验数据。并且在线程函数
2024年3月31日发(作者:智昂雄)
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/一、
台式电脑机箱的降温、防尘设计
赵成华’,刘剑雄’。董玉莲。
(1.昆明理工走学机电工程学院. 云南尾明 650093;2虎阳师范失学. 辽宁洗阳 1l0034
1引言
随精科学技术的发 .IU肭 帕主顿 ・ 断的挺
Q
离. 板嗣I [内刑号也 断地更新换代.忸同日lf电带
来r一蝗秆持解决的n0 .如cI】U的发热肘大,网机箱I} l
风痢转速怏 造成的¨ 较人.机箱在川过一段Ⅱ 后l~
郎就会{薯f盖较多的灰
J c[¨F』 作:竹-机箱
为解 述问题.设|l扦主要做
的做 }杖热 痢.或将(:lJI】平¨
热力式艘J竖,山风嗣徽热嫂为液冷敞热.或通过CPU的
度束控制m时{的转速.温度越- .转谜越快.从而 CPU
低温状怂F机箱的I.柞 境较为宣扑,如AMD的 系
列CPU就址j血过这种^』℃进}r拄i}IlJ 大多数办泼梆址制时
机辅 的粜 结中句或l鄙什世f,政造.本文IIIlJ足从热髑 方式
乖¨机输箱体的波引人下.解决J:进列举的问题
2热管的工作原理及结构特性
热许1 作的基本腻 如_刳1. 删的热舒由竹壳、吸
图1 热竹J 作 州
液芯和端盏小成.将竹内挑成1.3xlo 一1 3xIO Pa的负雕
允以适量的l:作液体,使紧mIli管 l幢的l啦敞芯屯细多孔
材皋1中充满液体后加以唐封 符的一端为蒸发段(加热
适成性; (5)其较常J!ll没街
段结构和位氍 髓非常 f舌。
、r叮靠; (6)冷、热
段).另一端为拎凝段(冷却段)。 姑膻川需垡在阿段中
删可布戤绝热段 热僻的・端受热时,毛细芯巾的液体
然发汽化.蒸汽侄微小的雎蔗卜漉向 ・端放出热猎凝结
成液体.液体冉卅多扎材料诘毛纳 的作用流 然发段 .
I此循环不I 姚可将庸温 n0热艟转移f 从而达到冷
却的作用..jt 热竹l控热的效 仁比较高.对某个集中 域
3机箱箱体的结构设计
夺次改汁魁采”1 Unigraphics NX2软件进 t虚拟没计.
更有利于宴体的建模和 终的,l 产实践 考虑到.f!Il在台式
l乜脑的主板 电矗6(、姓忙 光 等的R寸和形状.-瞪¨_的
机箱外观和恩可’问现在f¨场I.盘们蔗不多.弛嘲2,{l=l足
有{[I1下几个方面的改变: (1)机箱盖的jm风口被取消.
多 一个『剐定风廓的同定板( 固2巾的8和罔3 rf]的
1); (2)机箱的后iIif扳(帆箱捕电丑6【的・侧)只留电腑
电源的避风口.取洲 它的逝眦IJ; (3)外辅盏的前缘
的发热体进},敞热 为1_『_放..燕发段・般安装有蛆片,有
肋|『赫;!瑚唆收热h{n 逑座热臀的KJ霆、大小丰"弯曲狂度
赴可 的.这电足用热恃进行散热的优势之 .热骨的具
体特陛 i r: (1]i【4高的峙热PI:. 银 锕、铝等l金属
卡目比, 位承艟的热杵-叮多传递儿1、数I}{级的热情; (2)
有个蛮边(见圈2中的7).『 l外伸展.“外箱盖距机帮
优良的等 性; (3) 流晰 nf嵌一 I:; (4)f[4好的环境
I 稿¨婀:2(X)5 10 06
箱体有一较小的距离.选样在箱体的婀 饭和后『fIf扳就出
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现了近似长方形
来更好地防尘;外箱盖是通过螺钉在箱体的上缘和下缘固
的一个进风口和
定的,同时把内箱盖紧紧地压靠在箱体卜。
一
个出风口(见
外箱盖上有一个方孔,它是用来固定风扇的,其内侧
图2中的2)。
安装有风扇、风挡,风挡和风扇的安装面与ZC轴(垂直
此机箱最突
前面板的方向)成一锐角,有助于形成一个更好的风道。
出的一个特点就
内箱盖中间成凹形,它的具体形状根据机箱内元器件
是有内箱盖和外
的分布设计,其边缘和外形尽可能采用流线形,有利于空
箱盖两个机箱盖
气的流通和散热,其外表面与元器件有一些距离。在内箱
(见图3和图4),
盖凹形底部有三个孔,一大二小,大孔是同电源上的孔进
它们的边缘处有
行配合的,而两个小孔则是CPU散热热管和显卡散热热管
一
较小的距离,
的通过孔。在安装热管时,要加一些密封装置,这样箱体
形成了一个风
内部和风道之间就没有对流现象发生了。
道。两箱盖都固
定在箱体上,但
4降温、防尘设计
固定的方式有所
(1)设计思路
不同:内箱盖固
现代先进飞机发动机的结构是分内、外涵道的,内涵
图2机箱外观图
定方式同现在大
道内的燃烧室点燃燃料产生高压燃气,从而使飞机产生一
多数箱盖一样,
个向前的推动力,而外涵道的作用是通过宅气的流动把内
’
外箱盖2・进(出)风口3・风挡4-底 推入槽中锁紧
涵产生的热量迅速带到加力燃烧室,有利于再次点燃燃料,
,
座5-箱体6'前面板 ・弯边8-固定板 只是推人的方向
这样外涵道对内涵道就有一个很好的冷却作用,保证了燃
相反(向后),使内箱盖上的凸台与电源上的孔进行配合
烧室的正常工作,本文的设计正是基于这种原理进行的。
(见图3和图4),在内箱盖 箱体接触处有密封垫,可用
(2)具体设计
电脑机箱内的主要发热部件是CPU、显卡和电源,前
两者可分别用热管进行冷却,其冷凝段通过内箱盖的两个
小孔完全暴露在内、
外箱盖问的风道内,
这样就可将CPU、显
卡的热量比较迅速地
转移到外界空气中,
从而达到冷却作用,
IliI
热管的外观图见图5。
考虑到CPU和显
卡的工作温度一般在
。
:
lOOT:以下。所以选择
图3机箱爆炸视图
常温工作热管,工作
1.固定板2矽 箱盖3.风扇 4.螺钉5.箱体6.电源通风
介质为水,工作温度
口 7.电源 8.电源上的孔 9.设备安装架 10.CPU散热热
为30-250oC,壳体材
管安装孔 11.显卡散热热管安装孔 l2.风挡
料选用碳钢,管芯选
用镍毡。
一
而电源部分的散
热仍然采用传统的风
}或 j.
扇散热,考虑到大多
图5 热管外观图
数电源与机箱之问是
1.安装座(安装在CPU或显卡
有通风孔的,所以本
上) 2.翅片3.热管4.冷凝段
次设计也将电源的外
(显露在风道中)
观进行了设计,只留
图4 内箱盖图及内箱盖与箱体装配图
图3中的通风孔,其它在箱体内部的面改为封闭的,这样
1.内箱盖上的凸台(小径凸台外侧与电源上的孔配合)2.显卡安装孔
有利于机箱箱体成为一个封闭体(防尘),叉不会影响电
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源部分的散热。
长或工作在灰尘较大的环境下,内、外箱盖间一定会沉积
机箱内其它部件发热量较小,且产生热的速度不快,
所以选用热传导的方式进行散热,内箱盖作为热导体。
不少灰尘,那么可将外箱盖拆下,对风道进行除 ,相当
方便且彻底。
在内箱盖制造时,选取热传导率比较高的材料,如工业
纯铝1035(25cc和100%热导率为226.1X/W-m k。)、锻铝
2A50(25℃的热导率175.8X/W-m k、IO0 ̄C热导率为
180.Oh/W・n-i。。k。。)或普通黄铜H96(热导率为244.93h
(20℃)/W-111 k ) 】。内箱盖的外表面处在风道中,在流动
5结论
此次设计采用重点突出、内病外治的方法,通过热管
和内、外箱盖的应用。将箱体内的热量有效、迅速地传到
外界空气中,使电脑降温、防尘、噪音等问题基本 得到
解决。所以此设计具有很大的实用价值,易于推广,特别
是在室外工作环境比较恶劣的情况下,会有更好的体现。
参考文献:
空气的作用下,n』以使内箱盖一直处于低温状态,保证了
机箱体箱内的热量不断地传导到风道中。
在机箱进气口和出气口之间的空气是依靠外箱盖内侧
的风扇和电源风扇驱动的,且两风扇所处的位置比较深,
有利于将风道内的热量带走。
[1]庄骏,张缸.热管技术厦其工程应用[M].北京:化学工业
出版社.2000.
[2] [美]s.w.著.热管理论与应用【M].科学出版社,1981.
[3]黄德彬.有色金属材料手册[M].北京:化学工业出版社,
2Oo5.
(3)结构特点
基于上面的设计,此结构有如下特点:
1)散热效果好。散热方式的选择体现出重点突出,
同时叉兼顾其它,热传导方式和对流方式的综合作用,可
使机箱箱体内的热量迅速带走,所以散热效果较好。
2)机箱箱体内的元器件可一直处于无尘的状态下工
[4]洪如瑾.UG NX2 CAD快速入门指导[M].北京:清华大
学出版社,2004.
[5]殷国富,成尔京.UG NX2产品设计实例精解[M].北京:
机械工业出版社。2005+
作。因内箱盖呵建立起一个很好的灰尘屏障,使机箱体内
形成一个完全封闭的空间,所以机箱箱体内的元器件可一
[6] [蔓]V.s.阿巴兹,P.S.拉森.对流换热[M].北京:高等教
育出版社,1992.
[7]Dunn P,Reay D A.Heat Pipes[M],Great Britain:Perga—
mort Press 1978.
直处于无尘的状态下工作,从而杜绝了因灰尘大而使某些
元件工作不正常现象的发生。
3)机箱的噪音减小。改造前,由于风扇转速过快和
[8]张也影.流体力学(第二版) [M].北京:高等教育出版
社.1999,
空气气流吹到通风口边缘上出现哨音而出现较大的机箱噪
音,改造后,CPU、显卡的散热是通过热管进行的,两个
风扇工作在比较开敞的环境下,且风道的四周皆为圆滑过
第一作者简介:赵成华,男,1973年生,辽宁沈阳人,硕士研究
生,工程师。研究领域:虚拟制造技术及机电控制。
渡,所以噪音会小得多,机箱就有一个安静的工作环境。
4)机箱内、外箱盖间的灰尘易除。电脑工作时问过
(编辑:向 飞)
(上接第26页)
MyRecordThread:=TRecordThread,Create:
MyRecordThread.Priority:=tpLower:
中,我们采用线程的Synchronize方法来调用它们,避免与
主线程冲突,保证丁系统的稳定运行。多线程庖用程序已
在测控实验系统中正常使用,有效地缩短了研发周期,具
有一定的推广价值。
参考文献:
[1]刘啸.Delphi高级鳊程[M].北京:人民邮电出版社,2002.
[2]张晓东,杜宏生.Delphi 5编程与开发实倒[M].北京:人
民邮电出版社。1999.
终止各个线程:
MyDrawThread,Terminate;
MyRecordThread.Terminate:
各线程的执行函数(略)。
但值得提出的是在各个线程的执行函数中,我们都使用
了Synchronize方法来调用这几个函数。这是因为,线程函数
中调用的几个过程本身是或者是使用了VCL构件库中非线
程安伞对象的属性和方法。如果不使用Synchronie方法.则 z
[3]迟忠先.Delphi 6.0开发实务[M].北京:电子工业出版
社.2002.
辅助线程有可能与主线程冲突,导致系统不能稳定运行[3]。
5结论
在测控实验系统中,新开辟的两个线程的任务是并发
作者简介:廖春蓝,女,1979年生,四川宜宾人,硕士研究生,
助教。研究领域:机电一体化控制
(编辑:吴智恒)
地处理绘制实时曲线和记录实验数据。并且在线程函数