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摘要：

首先分析機柜設計中常用的幾種散熱方式，例舉了機柜通風孔設計中常見的幾種設計形式及其對應的通風率計算公式，然后從機柜整體設計的角度出發，將通風孔設計作為機柜總體設計的一個重要元素，最后闡述了通風孔設計與視覺傳達藝術與設計之間的聯系。

關鍵詞：

民用雷達；電子設備；熱設計；通風孔

電子科技的發展日新月異，電子設備中元器件和結構件的設計也日趨小型化，這使得單位空間的設備越來越多，設備在相同的空間中功率也直線上升，電子設備的散熱設計成為總體設計中一個重要的環節。因此，對電子設備必須配置冷卻系統，在熱源至熱沉之間提供一條低熱阻通路，保證熱量順利傳遞出去。在民用雷達電子設備結構設計中，機柜是最常見的設備之一，機柜的散熱設計是民用雷達電子設備設計中一個重要的環節，它直接關系到機柜內設備是否能夠正常運轉。高溫對于大多數電子元器件將產生嚴重的影響，它會引起電子元器件的失效，進而導致整個設備的癱瘓。因此散熱設計應運而生，在民用雷達電子設備機柜熱設計中，散熱方式多種多樣，風冷是常用的熱設計方式之一。設計師需根據機柜中插箱、插件的數量、位置及發熱元器件的位置來綜合考慮風扇的選型、風道的路徑選擇以及合適的通風孔位置和通風孔型[1]。

1民用雷達電子設備機柜散熱形式分析

機柜是民用雷達電子設備的重要載體，其散熱形式對民用雷達電子設備有著至關重要的作用。散熱形式有很多，包括自然冷卻、強迫冷卻、蒸發冷卻、熱電制冷、熱管制冷等。自然冷卻，是指利用外力迫使流體流過發熱器件進行冷卻的方法。包括導熱、自然對流和輻射換熱的單獨作用或兩種以上換熱形式的組合。自然冷卻方法一般適用于功率較小的電子元器件，其優點在于結構簡單，不需額外的散熱設備可靠性較強。其主要的散熱方式為金屬導熱。強迫冷卻是利用外力迫使流體流過發熱器件進行冷卻的方法，其包括強迫風冷和強迫液態冷卻等，設備在熱流密度大于0.08W/cm2，體積功率密度超過0.08W/cm3時，就需要適用強迫風冷或液冷的形式對設備進行冷卻，這也是最常用的散熱方法。風冷是指利用通風機或機組將設備中熱源產生的熱量通過風道傳遞至熱沉。蒸發冷卻是利用液體汽化吸收大量汽化熱進行冷卻的方法。熱電制冷是利用半導體期間的熱電效應等實現電與熱轉換的制冷方法[2]。

2機柜通風孔開孔形式及開孔率計算

通風孔的形式多種多樣，在民用雷達電子設備的機柜散熱設計中我們常用的通風孔型有圓孔、方孔、腰形孔、蜂窩孔等，不同的孔型其散熱效率有著不同的差別。在設計通風孔時，需要根據元器件上的熱源位置、功率、風扇位置、機柜內部及外部環境來綜合考慮通風孔的設計形式。在熱設計中，開孔率是一項重要的指標，下頁圖中分別例舉了不同的通風孔開孔率計算公式。圖1例舉了三種圓孔的開孔率計算公式，圖2例舉了兩種腰形孔的開孔計算公式，圖3例舉了兩種方孔的開孔率計算公式，圖4例舉了蜂窩孔的開孔率計算公式。

3雷達電子設備機柜前面板通風孔的統一性設計

在民用雷達電子設備機柜中,分布著若干不同的單元,它們大多是以標準的插件或插箱的形式存在，在這些插件及插箱中，有自然散熱設備也有需要通過風機散熱的設備，那么其外露面板就需要進行通風孔的設計。以工業設計為基礎，從機柜整體設計出發，機柜面板通風孔的設計關系到機柜整體設計的美觀性。在滿足散熱需求的基礎之上，統一形式的通風孔會讓機柜更加整潔[3]。在視覺傳達藝術與設計中，平面構成是視覺設計的重要內容之一，平面構成主要是運用點、線、面的律動組合構成不同的畫面形式。平面構成中通常會使用到形式美法則，它包括圖形的節奏與韻律，對比與調和，對稱與均衡和變化與統一。在機柜面板的通風孔設計中，我們可以將孔作為一個點狀元素，點的組合形成線狀元素，線的組合又演變為面的元素，因此通風孔的設計在遵循熱設計的基本條件之上，可遵循一定的形式美法則。形式美法則中節奏與韻律、變化與統一原則，在通風孔設計中可適當應用。節奏是指均勻的重復，是在不斷重復中產生頻率節奏變化，韻律在平面設計中，體現為圖形在組織上合乎某種規律時所給人視覺和心理上的節奏感，有規律的節奏與韻律變化給你以輕松、優雅的感覺，如圖5所示。這種規律應用于通風孔設計中，會給使用機柜的人帶來一種輕松、愉悅的感覺，相反雜亂無章的通風孔設計從視覺傳達的角度來看，會讓人感覺疲勞、煩躁，如圖6所示。變化與統一原則，在通風孔設計中表現為孔型在整個面板中的數量、排序及大小的變化，根據不同的面板寬度來綜合考慮通風孔的設計，從整體上來看遵循一定的規律，有一定的統一性。

參考文獻

[1]邱成悌,趙惇殳,蔣全興.電子設備結構設計原理[M].南京:東南大學出版社,2001(12):56-68.

[2]高敏.產品造型設計[M].北京:機械工業出版社,1992.[3]趙惇殳,謝德仁,蘇翔,等.電子設備可靠性熱設計手冊[M].北京:電子工業出版社,1989.

作者：王甜 丁飛  劉魯軍 單位：安徽四創電子股份有限公司企業技術中心