Здравейте! Като доставчик на радиатори от лят алуминий, напоследък получавам много въпроси за това как въздушните междини могат да се объркат с преноса на топлина в тези неща. Така че реших да седна и да напиша този блог, за да споделя какво съм научил през годините.
Първо, нека поговорим какво представлява радиаторът от лят алуминий и какво прави. Радиаторът е основно устройство, използвано за охлаждане на електронни компоненти чрез разсейване на топлина. Леенето под налягане е производствен процес, при който разтопеният алуминий се вкарва в кухината на формата под високо налягане. Това създава радиатор с прецизна форма и добра топлопроводимост, благодарение на свойствата на алуминия.
Сега, въздушни междини. Може би си мислите: „Какво му е на малко въздух между радиатора и компонента?“ Е, оказва се, че въздушните междини могат да имат доста значително влияние върху преноса на топлина.
Как работи преносът на топлина
Преди да се потопим в ефектите на въздушните междини, нека бързо да разгледаме как работи преносът на топлина в радиатор. Има три основни начина, по които топлината може да се движи: проводимост, конвекция и излъчване. В радиатора проводимостта е основният начин на пренос на топлина. Топлината от електронния компонент се провежда през материала на радиатора (в нашия случай алуминий) и след това се разсейва в околния въздух чрез конвекция.
Ролята на въздушните междини
Въздушните междини действат като изолатори. Въздухът е лош проводник на топлина в сравнение с алуминия. Когато има въздушна междина между радиатора и източника на топлина (електронния компонент), това е като да поставите стена на пътя на топлината, която се опитва да излезе.
Да приемем, че имате електронен компонент, който генерира много топлина. Топлината трябва да премине от компонента към радиатора и след това от радиатора към въздуха. Но ако има въздушна междина, скоростта на пренос на топлина спада значително. Топлината трябва да премине през този слой въздух, който е много по-бавен при провеждане на топлина.
Например, ако радиаторът има грапава повърхност и не осъществява пълен контакт с компонента, ще има малки въздушни междини. Тези пропуски могат да намалят ефективността на преноса на топлина с до 50% или повече. Това означава, че компонентът ще работи по-горещо, което може да доведе до цял куп проблеми като намалена производителност и по-кратък живот.
Измерване на въздействието
За да разберем наистина колко лоши могат да бъдат въздушните междини, можем да използваме някои технически измервания. Един от ключовите показатели е термичното съпротивление. Термичното съпротивление е мярка за това колко материал или система се съпротивлява на потока топлина. По-високото термично съпротивление означава по-малко пренос на топлина.
Когато има въздушни междини, топлинното съпротивление между източника на топлина и радиатора се увеличава. Това е така, защото въздухът има много по-високо термично съпротивление в сравнение с алуминия. Така че дори малка въздушна междина може да причини голям скок в термичното съпротивление.
Нека да разгледаме някои числа. В идеална ситуация, с перфектен контакт между радиатора и компонента, топлинното съпротивление може да бъде около 0,1°C/W (градуси по Целзий на ват). Но ако има значителни въздушни междини, топлинното съпротивление може да достигне до 0,5°C/W или повече. Това е огромна разлика!
Начини за намаляване на въздушните междини
Като доставчик на радиатори съм виждал от първа ръка колко е важно да се минимизират въздушните междини. Ето няколко начина, по които можем да направим това:
Повърхностно покритие
Уверете се, че повърхността на радиатора е гладка е от решаващо значение. Гладката повърхност ще направи по-добър контакт с компонента, намалявайки шансовете за въздушни междини. Ние използваме усъвършенствани техники за машинна обработка, за да постигнем много фина повърхностна обработка на нашите радиатори от лят алуминий.
Термични интерфейсни материали (TIMs)
TIM са вещества, използвани за запълване на микроскопичните празнини между радиатора и компонента. Те имат висока топлопроводимост и могат значително да подобрят преноса на топлина. Има различни видове TIM, като термични пасти, подложки и фазово-променливи материали. Често препоръчваме на нашите клиенти използването на висококачествена термична паста.
Правилно монтиране
Как радиаторът е монтиран на компонента също има голямо значение. Използването на правилния монтажен хардуер и прилагането на правилното количество натиск може да осигури плътно прилягане, намалявайки въздушните междини. Предоставяме подробни инструкции за монтаж с нашите радиатори, за да помогнем на нашите клиенти да го направят правилно.
Примери от реалния свят
Позволете ми да споделя пример от реалния свят за това как въздушните междини могат да повлияят на преноса на топлина. Имахме клиент, който използваше нашите радиатори във високопроизводителна компютърна система. Системата работеше по-гореща от очакваното и производителността започваше да се влошава.
Когато инспектирахме настройката, открихме, че има значителни въздушни междини между радиаторите и процесорите. Радиаторите бяха монтирани неправилно и повърхността не беше толкова гладка, колкото трябваше да бъде.
Препоръчваме да използвате висококачествена термична паста и да монтирате правилно радиаторите. След извършване на тези промени температурата на системата спадна с около 20°C и производителността се подобри значително.
Свързани процеси
Ако се интересувате от ляти под налягане алуминиеви радиатори, може също да искате да проверите някои свързани процеси. например,Анодиране на части от лят под налягане алуминийможе да подобри устойчивостта на корозия и външния вид на радиаторите. иЛеене на малки алуминиеви частие полезно, ако имате нужда от радиатори с индивидуална форма или други компоненти. Също такаАвтомобилни части за леене под наляганепоказва колко многофункционално може да бъде леенето под налягане в различни индустрии.
Заключение
В заключение, въздушните междини могат да имат наистина голямо влияние върху топлопредаването на радиатори от лят алуминий. Те могат да увеличат термичното съпротивление, да намалят ефективността на преноса на топлина и да накарат компонентите да работят по-горещо. Но като предприемем стъпки за намаляване на въздушните междини, като подобряване на повърхностното покритие, използване на материали за термичен интерфейс и правилен монтаж, можем да гарантираме, че радиаторите работят възможно най-ефективно.
Ако сте на пазара за висококачествени радиатори от лят алуминий и искате да осигурите оптимален топлопренос, ще се радваме да поговорим с вас. Независимо дали работите върху компютърна система, автомобилно приложение или друг проект, който се нуждае от ефективно разсейване на топлината, ние можем да предоставим правилните решения за вас. Свържете се с нас, за да започнем дискусия относно вашите изисквания и нека работим заедно, за да разрешим вашите предизвикателства за пренос на топлина!
Референции
- Incropera, FP, & De Witt, DP (2001). Основи на топло- и масообмена. Джон Уайли и синове.
- Holman, JP (2002). Пренос на топлина. Макгроу-Хил.
