热设计与视觉传达设计的统一范文

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摘要：

首先分析机柜设计中常用的几种散热方式，例举了机柜通风孔设计中常见的几种设计形式及其对应的通风率计算公式，然后从机柜整体设计的角度出发，将通风孔设计作为机柜总体设计的一个重要元素，最后阐述了通风孔设计与视觉传达艺术与设计之间的联系。

关键词：

民用雷达；电子设备；热设计；通风孔

电子科技的发展日新月异，电子设备中元器件和结构件的设计也日趋小型化，这使得单位空间的设备越来越多，设备在相同的空间中功率也直线上升，电子设备的散热设计成为总体设计中一个重要的环节。因此，对电子设备必须配置冷却系统，在热源至热沉之间提供一条低热阻通路，保证热量顺利传递出去。在民用雷达电子设备结构设计中，机柜是最常见的设备之一，机柜的散热设计是民用雷达电子设备设计中一个重要的环节，它直接关系到机柜内设备是否能够正常运转。高温对于大多数电子元器件将产生严重的影响，它会引起电子元器件的失效，进而导致整个设备的瘫痪。因此散热设计应运而生，在民用雷达电子设备机柜热设计中，散热方式多种多样，风冷是常用的热设计方式之一。设计师需根据机柜中插箱、插件的数量、位置及发热元器件的位置来综合考虑风扇的选型、风道的路径选择以及合适的通风孔位置和通风孔型[1]。

1民用雷达电子设备机柜散热形式分析

机柜是民用雷达电子设备的重要载体，其散热形式对民用雷达电子设备有着至关重要的作用。散热形式有很多，包括自然冷却、强迫冷却、蒸发冷却、热电制冷、热管制冷等。自然冷却，是指利用外力迫使流体流过发热器件进行冷却的方法。包括导热、自然对流和辐射换热的单独作用或两种以上换热形式的组合。自然冷却方法一般适用于功率较小的电子元器件，其优点在于结构简单，不需额外的散热设备可靠性较强。其主要的散热方式为金属导热。强迫冷却是利用外力迫使流体流过发热器件进行冷却的方法，其包括强迫风冷和强迫液态冷却等，设备在热流密度大于0.08W/cm2，体积功率密度超过0.08W/cm3时，就需要适用强迫风冷或液冷的形式对设备进行冷却，这也是最常用的散热方法。风冷是指利用通风机或机组将设备中热源产生的热量通过风道传递至热沉。蒸发冷却是利用液体汽化吸收大量汽化热进行冷却的方法。热电制冷是利用半导体期间的热电效应等实现电与热转换的制冷方法[2]。

2机柜通风孔开孔形式及开孔率计算

通风孔的形式多种多样，在民用雷达电子设备的机柜散热设计中我们常用的通风孔型有圆孔、方孔、腰形孔、蜂窝孔等，不同的孔型其散热效率有着不同的差别。在设计通风孔时，需要根据元器件上的热源位置、功率、风扇位置、机柜内部及外部环境来综合考虑通风孔的设计形式。在热设计中，开孔率是一项重要的指标，下页图中分别例举了不同的通风孔开孔率计算公式。图1例举了三种圆孔的开孔率计算公式，图2例举了两种腰形孔的开孔计算公式，图3例举了两种方孔的开孔率计算公式，图4例举了蜂窝孔的开孔率计算公式。

3雷达电子设备机柜前面板通风孔的统一性设计

在民用雷达电子设备机柜中,分布着若干不同的单元,它们大多是以标准的插件或插箱的形式存在，在这些插件及插箱中，有自然散热设备也有需要通过风机散热的设备，那么其外露面板就需要进行通风孔的设计。以工业设计为基础，从机柜整体设计出发，机柜面板通风孔的设计关系到机柜整体设计的美观性。在满足散热需求的基础之上，统一形式的通风孔会让机柜更加整洁[3]。在视觉传达艺术与设计中，平面构成是视觉设计的重要内容之一，平面构成主要是运用点、线、面的律动组合构成不同的画面形式。平面构成中通常会使用到形式美法则，它包括图形的节奏与韵律，对比与调和，对称与均衡和变化与统一。在机柜面板的通风孔设计中，我们可以将孔作为一个点状元素，点的组合形成线状元素，线的组合又演变为面的元素，因此通风孔的设计在遵循热设计的基本条件之上，可遵循一定的形式美法则。形式美法则中节奏与韵律、变化与统一原则，在通风孔设计中可适当应用。节奏是指均匀的重复，是在不断重复中产生频率节奏变化，韵律在平面设计中，体现为图形在组织上合乎某种规律时所给人视觉和心理上的节奏感，有规律的节奏与韵律变化给你以轻松、优雅的感觉，如图5所示。这种规律应用于通风孔设计中，会给使用机柜的人带来一种轻松、愉悦的感觉，相反杂乱无章的通风孔设计从视觉传达的角度来看，会让人感觉疲劳、烦躁，如图6所示。变化与统一原则，在通风孔设计中表现为孔型在整个面板中的数量、排序及大小的变化，根据不同的面板宽度来综合考虑通风孔的设计，从整体上来看遵循一定的规律，有一定的统一性。

参考文献

[1]邱成悌,赵惇殳,蒋全兴.电子设备结构设计原理[M].南京:东南大学出版社,2001(12):56-68.

[2]高敏.产品造型设计[M].北京:机械工业出版社,1992.[3]赵惇殳,谢德仁,苏翔,等.电子设备可靠性热设计手册[M].北京:电子工业出版社,1989.

作者：王甜 丁飞  刘鲁军 单位：安徽四创电子股份有限公司企业技术中心