浮力：自然对流的驱动力

什么是浮力？

您已经非常了解浮力的影响并经验丰富。浮力是允许船只漂浮和热气球飞行的原因。这就是海洋中的水与天空中的空气分离的原因。这是由于这些不同流体密度的变化。

我们喜欢移动它，移动它

浮力是由所有流体分子的动能产生的压力，这些流体分子四处移动并相互碰撞，并与附近任何其他物体碰撞。虽然这种动能向各个方向推动，但它最大的反作用力是重力。

浮力背后的重科学

为什么浮力在热管理中很重要？

自然对流

浮力是驱动自然对流的原因，其中热源加热的空气与周围环境空气之间的压差将热空气向上驱动并远离热源。空气随着它吸收的能量上升，从而从热源周围的区域去除这些能量。然后，较冷的环境空气进入并取代向上移动的加热空气。这种热空气和冷空气的上升和更换产生一致的流动，而无需任何主动机制来驱动它。

自然对流的好处

自然对流的关键点之一是实现传热，而无需与在产品中添加风扇相关的额外成本和组装时间。风扇或鼓风机会降低设备的整体可靠性，因为它们由电机驱动，电机会磨损，并可能在长时间使用产品时发生故障。

自然对流的关键点之一是实现传热，而无需与在产品中添加风扇相关的额外成本和组装时间。风扇或鼓风机会降低设备的整体可靠性，因为它们由电机驱动，电机会磨损，并可能在长时间使用产品时发生故障。

如何让浮力和自然对流为您服务

由于浮力使流体能够抵抗重力上升，因此散热表面的方向应与重力矢量的方向相同。通常，此表面是您的散热器。散热器表面的最长尺寸应该是垂直的，这样当冷空气接触散热器底部时，它会向上行进并继续加热并增加压差。

自然对流和烟囱效应

通过优化可以吸入翅片间隙的空气量和散热器的长度，您可以轻松地使用自然对流来冷却连接到散热器表面的设备。您通常会看到良好的自然对流散热器的鳍片间隙约为 0.25“ 或 6.35mm。这允许翅片之间有足够的空间来容纳在每个翅片表面上形成的边界层，并且仍然允许加热空气向上流动。

精灵中的自然对流

否则，您至少应该将鳍尖朝上。散热器的其他方向，例如翅片尖端和指向侧面甚至向下的流长，会抑制浮力产生的自然对流。这些翅片之间的热空气往往会停滞不前，因为散热片或散热器的底座挡住了，因此很难上升和离开。

回顾一下，自然对流散热器的最佳实践是垂直指向翅片的流动长度，并为您的翅片提供足够的空间来有效地吸入空气。在精灵中尝试您自己的自然对流散热器！

快乐设计