Ako dodávateľHliníkové vložte chladič, Často sa ma pýtajú na mieru prenosu tepla týchto výrobkov. V tomto blogovom príspevku sa ponorím, čo je miera prenosu tepla, ako sa vzťahuje na hliníkové vkladanie chladičov a prečo je to pre vaše aplikácie dôležité.
Pochopenie rýchlosti prenosu tepla
Rýchlosť prenosu tepla, tiež známa ako tepelný tok, je miera toho, koľko tepelnej energie sa prenáša na jednotku času prostredníctvom danej oblasti. Zvyčajne sa vyjadruje vo wattoch na meter štvorcový (w/m²). Rýchlosť prenosu tepla je ovplyvnená niekoľkými faktormi, vrátane teplotného rozdielu medzi zdrojom tepla a okolitým prostredím, tepelnou vodivosťou materiálu, povrchovej plochy dostupnej na prenos tepla a spôsob prenosu tepla (vedenie, konvekcia alebo žiarenie).
Vedenie
Vedenie je prenos tepla cez tuhý materiál. V hliníkovom vložení chladiča dochádza k vedeniu, keď sa do hliníkovej vložky prenáša teplo z komponentu generujúceho teplo (napríklad mikroprocesor). Hliník je vynikajúcim vodičom tepla s tepelnou vodivosťou približne 205 W/(m · K). Táto vysoká tepelná vodivosť umožňuje rýchle šírenie tepla cez hliníkový vložku, čo je rozhodujúce pre efektívny rozptyl tepla.
Konvekcia
Konvekcia je prenos tepla pohybom tekutiny (kvapalina alebo plyn). V prípade chladičov je vzduch najbežnejšou tekutinou. Keď sa hliníková vložka zahrieva, zahrieva okolitý vzduch, ktorý potom stúpa kvôli jeho nižšej hustote. To vytvára prirodzený konvekčný prúd, ktorý odvádza teplo od chladiča. Nútená konvekcia pomocou ventilátora môže výrazne zvýšiť rýchlosť prenosu tepla rýchlejším pohybom vzduchu po povrchu chladiča.
Žiarenie
Žiarenie je prenos tepla cez elektromagnetické vlny. Všetky objekty emitujú tepelné žiarenie a množstvo emitovaného žiarenia závisí od teploty a povrchových vlastností objektu. Zatiaľ čo ožarovanie hrá relatívne malú úlohu pri prenose tepla väčšiny hliníkových vložiek v porovnaní s vodivosťou a konvekciou, stále môže prispievať k celkovému rozptylu tepla, najmä pri vysokých teplotách.
Faktory ovplyvňujúce rýchlosť prenosu tepla hliníkového vkladania chladičov
Hliníková kvalita
Kvalita hliníka používaného v chladiči má priamy vplyv na rýchlosť prenosu tepla. Hliník s vysokou čistotou má vo všeobecnosti lepšiu tepelnú vodivosť ako nižšia úroveň čistoty. Výrobný proces môže navyše ovplyvniť vnútornú štruktúru hliníka, ktorá môže ovplyvniť jeho tepelné vlastnosti. Napríklad extrudované chladiče z hliníka majú často rovnomernejšiu vnútornú štruktúru, ktorá môže zvýšiť vedenie tepla.
Vložiť dizajn
Návrh hliníkovej vložky je rozhodujúci pre efektívny prenos tepla. Vložka navrhnutá v studni bude mať veľkú plochu v kontakte so zdrojom tepla, aby sa maximalizovalo vedenie. Plutvy sa bežne pridávajú do vložky, aby sa zvýšila povrchová plocha dostupná na konvekciu. Tvar, veľkosť a rozstup plutiev môžu ovplyvniť rýchlosť prenosu tepla. Napríklad tenšie a podrobnejšie rozmiestnené plutvy môžu poskytnúť väčšiu plochu povrchu, ale môžu tiež obmedziť prietok vzduchu, čím sa zníži účinnosť konvekcie.
Upevňovacia metóda
Spôsob, akým je chladenie namontované na zdroji tepla, môže tiež ovplyvniť rýchlosť prenosu tepla. Správna montážna metóda zaisťuje dobrý tepelný kontakt medzi chladom a komponentom generujúceho teplo. Materiály tepelného rozhrania (TIMS), ako napríklad tepelná pasta alebo vankúšiky, sa často používajú na vyplnenie akýchkoľvek mikroskopických medzier medzi týmito dvoma povrchmi, čím sa zlepšujú vedenie. Ak je montáž uvoľnená alebo sa TIM nebude správne aplikovaný, rýchlosť prenosu tepla sa výrazne zníži.
Meranie rýchlosti prenosu tepla
Existuje niekoľko metód na meranie rýchlosti prenosu tepla vložky z hliníka. Jednou z bežných spôsobov je použitie nastavenia tepelného testu, ktoré obsahuje zdroj tepla, teplotný senzor a napájací zdroj. Zdroj tepla je nastavený na špecifickú úroveň výkonu a teplota chladiča a okolitého prostredia sa v priebehu času monitoruje. Meraním teplotného rozdielu a poznaním vstupu výkonu sa rýchlosť prenosu tepla môže vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
[q = \ frac {p} {a}]
kde (q) je rýchlosť prenosu tepla (w/m²), (p) je vstupný vstup (W) a (a) je povrchová plocha chladiča (m²).
Ďalšou metódou je použitie simulácií výpočtovej dynamiky tekutín (CFD). Softvér CFD môže modelovať procesy prenosu tepla v chladnici, pričom sa berú do úvahy faktory, ako je tok tekutín, vedenie a žiarenie. To umožňuje podrobnejšiu analýzu rýchlosti prenosu tepla a môže sa použiť na optimalizáciu dizajnu chladiča pred výrobou.
Dôležitosť rýchlosti prenosu tepla v aplikáciách
Rýchlosť prenosu tepla hliníkového vložky chladiča je v mnohých aplikáciách kritická. V elektronických zariadeniach, ako sú počítače, servery a LED osvetlenie, môže nadmerné teplo zlyhať alebo dokonca zlyhať komponenty. Vysoko výkonné chladič s vysokou rýchlosťou prenosu tepla môže udržiavať komponenty v rámci bezpečného rozsahu prevádzkovej teploty, zabezpečiť spoľahlivú prevádzku a predĺžiť životnosť zariadenia.
V automobilových aplikáciách sa chladiče používajú na chladenie elektroniky, ako sú meniče a regulátory motora. Schopnosť chladiča efektívne prenášať teplo je nevyhnutná pre výkon a trvanlivosť týchto komponentov, najmä v prostrediach s vysokou energiou a vysokou teplotou.
Optimalizácia rýchlosti prenosu tepla hliníkového vloženia chladičov
Na optimalizáciu rýchlosti prenosu tepla hliníkového vloženia chladičov je možné použiť niekoľko stratégií.
Výber materiálu
Ako už bolo spomenuté, výber vysoko kvalitného hliníka s dobrou tepelnou vodivosťou je rozhodujúci. Okrem toho môže byť prospešné, berúc do úvahy alternatívne materiály alebo kompozitné materiály, ktoré môžu ďalej zvýšiť prenos tepla, ako sú kompozity meďnatiny - hliníkovo.
Optimalizácia dizajnu
Použitie pokročilých techník dizajnu, ako sú simulácie CFD, môže pomôcť pri vytváraní dizajnu chladiča, ktorý maximalizuje plochu povrchu na konvekciu pri zachovaní dobrého prietoku vzduchu. Tvar a orientácia plutiev možno optimalizovať na zlepšenie prírodných alebo nútených prúdov konvekcie.
Ošetrenie povrchom
Aplikácia povrchového ošetrenia na chladič môže zlepšiť jeho vlastnosti prenosu tepla. Napríklad eloxizácia povrchu hliníka môže zvýšiť jeho emisivitu, čo zvyšuje prenos tepla žiarením. Okrem toho môže hladký povrch povrchu znížiť odpor prietoku vzduchu, čím sa zlepší nútená konvekcia.
Kontaktujte nás pre vaše hliníkové vložte potrieb chladiaceho bloku
Ak ste na trhu s vysokými výkonnými hliníkovými vložkami chladičov, sme tu, aby sme pomohli. Náš tím expertov s vami môže spolupracovať na porozumení vašich konkrétnych požiadaviek a navrhnutí chladiča, ktorý ponúka najlepšiu možnú rýchlosť prenosu tepla pre vašu aplikáciu. Či už potrebujete štandardný dizajn alebo vlastné riešenie, máme schopnosti a skúsenosti na dodanie.
Kontaktujte nás ešte dnes a začnite proces obstarávania a diskutujte o tom, ako naše hliníkové vložte chladiče, ktoré môžu splniť vaše potreby rozptylu tepla. Tešíme sa na partnerstvo s vami, aby sme zabezpečili efektívne a spoľahlivé riešenia správy tepla.
Odkazy
- Incropera, FP, DeWitt, DP, Bergman, TL a Lavine, AS (2007). Základy prenosu tepla a hmoty. Wiley.
- Holman, JP (2010). Prenos tepla. McGraw - Hill.
