Prinsip reka bentuk terma bekalan kuasa pensuisan kuasa tinggi
1. Mengapakah produk elektronik memerlukan penyelesaian haba
Cip produk elektronik sangat bersepadu, dengan lebih banyak keperluan berfungsi dan keperluan volum yang lebih kecil dan lebih kecil. Komponen hari ini berkembang pesat ke arah pengecilan, kefungsian tinggi dan kecekapan tinggi. Komponen berprestasi tinggi akan menghasilkan banyak haba pada kelajuan tinggi, dan haba ini mesti dikeluarkan dengan segera untuk memastikan komponen boleh beroperasi pada suhu operasi biasa. Beroperasi pada kecekapan tertinggi. Oleh itu, teknologi berkaitan pengaliran haba sentiasa dicabar dengan pembangunan industri elektronik.
2. Jenis bahan sink haba:
Emas, perak, besi, tembaga, aluminium, aloi aluminium, kepingan silikon, dll.
3. Prinsip pelesapan haba
Bentuk pelesapan haba radiator A terutamanya termasuk sinaran dan perolakan.
Pemindahan haba sinaran: tenaga haba dihantar dalam bentuk sinaran, tanpa sebarang medium, ia boleh dihantar dalam keadaan vakum, seperti tenaga haba matahari dihantar ke bumi melalui alam semesta.
Pemindahan haba perolakan: Tenaga haba dihantar melalui udara atau media lain, seperti radiator perolakan untuk memanaskan udara. Udara memanaskan segala-galanya di dalam bilik, dan pergerakan udara terutamanya bergantung pada pergerakan udara untuk menyebarkan tenaga haba.
Radiator sinaran dalam erti kata tradisional merujuk kepada radiator yang menyumbang bahagian relatif daripada jumlah pelesapan haba. Pada masa ini, radiator sinaran yang paling tipikal ialah besi tuang, radiator lajur keluli, dan radiator komposit kuprum-aluminium. Dan seterusnya, antaranya, tenaga haba yang dihantar oleh sinaran hanya menyumbang 30 peratus, dan 70 peratus tenaga haba yang lain dihantar melalui perolakan. Radiator perolakan ialah radiator yang pada dasarnya tiada pertukaran haba sinaran (atau sangat kecil), seperti radiator perolakan tiub tembaga goreng. Ia memanaskan dengan lebih selesa dan lebih cepat daripada radiator berseri.
B. Kaedah pelesapan haba termasuk pelesapan haba sinaran, pelesapan haba pengaliran, pelesapan haba perolakan, dan pelesapan haba sejatan.
Haba yang dihasilkan oleh pelbagai tisu dan organ badan diagihkan sama rata ke semua bahagian badan bersama-sama dengan peredaran darah. Apabila darah mengalir melalui saluran darah kulit, 90 peratus daripada jumlah haba dilesapkan oleh kulit, jadi kulit adalah bahagian utama badan untuk menghilangkan haba. Terdapat juga sebahagian kecil haba, yang hilang dari badan melalui paru-paru, buah pinggang dan saluran penghadaman dengan pernafasan, air kencing dan najis.
(1) Cara pelesapan haba - terutamanya cara fizikal
1. Sinaran Sinaran bermaksud badan menghilangkan haba dengan memancarkan sinar inframerah. Apabila suhu kulit lebih tinggi daripada suhu persekitaran, haba badan dilesapkan oleh sinaran. Pelesapan haba sinaran berkaitan dengan faktor seperti suhu kulit, suhu persekitaran dan kawasan sinaran berkesan badan. Secara amnya, pelesapan haba sinaran menyumbang 40 peratus daripada jumlah pelesapan haba. Sudah tentu, jika suhu persekitaran lebih tinggi daripada suhu kulit, badan akan menyerap haba sinaran. Pekerja keluli bekerja di hadapan relau, begitu juga dengan petani yang bekerja di ladang di bawah matahari pada musim panas.
2. Pengaliran dan Perolakan Pengaliran ialah cara badan menghilangkan haba dengan memindahkan tenaga kinetik molekul. Apabila badan manusia bersentuhan langsung dengan objek yang lebih sejuk daripada kulit (seperti pakaian, katil, kerusi, dll.), haba dipindahkan dari badan ke objek ini. Secara klinikal, penggunaan penutup ais, pek ais dan kaedah lain untuk menyejukkan pesakit yang demam tinggi menggunakan prinsip ini.
C, pertukaran haba antara radiator dan persekitaran
Selepas haba dipindahkan ke bahagian atas radiator, adalah perlu untuk menghilangkan haba yang dihantar ke persekitaran sekeliling secepat mungkin. Untuk radiator yang disejukkan udara, ia adalah untuk menukar haba dengan udara sekeliling. Pada masa ini, haba dipindahkan antara dua media yang berbeza, dan formula yang diikuti ialah Q= XAX ΔT, di mana ΔT ialah perbezaan suhu antara dua media, iaitu perbezaan suhu antara radiator dan udara sekeliling. ; dan ialah perbezaan suhu bendalir. Kekonduksian terma, selepas bahan sink haba dan komposisi udara ditentukan, ia adalah nilai tetap; A yang paling penting ialah kawasan sentuhan antara sink haba dan udara. Di bawah premis bahawa keadaan lain kekal tidak berubah, seperti isipadu sink haba, secara amnya akan ada Walau bagaimanapun, dengan menukar bentuk radiator, meningkatkan kawasan sentuhan dengan udara dan meningkatkan kawasan pertukaran haba, ia adalah berkesan bermakna untuk meningkatkan kecekapan pelesapan haba. , Untuk mencapai matlamat ini, luas permukaan biasanya ditingkatkan dengan cara reka bentuk sirip ditambah dengan kekasaran permukaan atau benang.
Selepas haba dipindahkan ke udara, suhu udara yang bersentuhan dengan sink haba akan meningkat dengan cepat. Pada masa ini, udara panas harus menghilangkan haba sebanyak mungkin dengan udara sejuk di sekeliling melalui pertukaran haba seperti perolakan. Untuk radiator penyejuk udara, cara yang paling penting ialah meningkatkan kelajuan aliran udara dan menggunakan kipas untuk mencapai perolakan paksa. Ini terutamanya berkaitan dengan reka bentuk kipas dan kelajuan angin. Kecekapan kipas radiator (seperti aliran, tekanan angin) bergantung terutamanya pada diameter bilah kipas, panjang paksi, kelajuan kipas dan bentuk bilah kipas. Aliran kipas kebanyakannya dalam CFM (Sistem imperial, kaki padu/minit) dan CFM ialah kira-kira 0.028mm3/minit aliran.
Radiator aluminium tulen
Radiator aluminium tulen adalah radiator yang paling biasa pada hari-hari awal. Proses pembuatannya mudah dan kosnya rendah. Setakat ini, radiator aluminium tulen masih menduduki sebahagian besar pasaran. Untuk meningkatkan kawasan pelesapan haba siripnya, kaedah pemprosesan yang paling biasa digunakan untuk radiator aluminium tulen ialah teknologi penyemperitan aluminium, dan penunjuk utama untuk menilai radiator aluminium tulen ialah ketebalan tapak radiator dan nisbah Pin-Fin. . Pin merujuk kepada ketinggian sirip sink haba, dan Fin merujuk kepada jarak antara dua sirip bersebelahan. Nisbah Pin-Fin ialah ketinggian Pin (tidak termasuk ketebalan tapak) dibahagikan dengan Fin. Semakin besar nisbah Pin-Fin, semakin besar kawasan pelesapan haba yang berkesan pada radiator, dan semakin maju teknologi penyemperitan aluminium.
Radiator tembaga tulen
Kekonduksian haba kuprum adalah 1.69 kali ganda daripada aluminium, jadi di bawah premis keadaan lain adalah sama, sink haba kuprum tulen boleh mengambil haba dari sumber haba dengan lebih cepat. Walau bagaimanapun, tekstur tembaga adalah masalah. Banyak yang diiklankan "singki haba kuprum tulen" sebenarnya bukan 100 peratus tembaga. Dalam senarai tembaga, mereka yang mempunyai kandungan tembaga lebih daripada 99 peratus dipanggil tembaga bebas asid, dan gred tembaga seterusnya ialah tembaga Dan dengan kandungan tembaga kurang daripada 85 peratus . Kebanyakan sinki haba kuprum tulen di pasaran pada masa ini mempunyai kandungan kuprum antara keduanya. Kandungan kuprum beberapa radiator kuprum tulen rendah tidak sampai 85 peratus . Walaupun kosnya sangat rendah, kekonduksian habanya sangat berkurangan, yang menjejaskan pelesapan haba. Di samping itu, tembaga juga mempunyai kelemahan yang jelas, seperti kos yang tinggi, pemprosesan yang sukar, dan terlalu banyak jisim sink haba, yang menghalang penggunaan sink haba semua tembaga. Kekerasan tembaga merah tidak sebaik aloi aluminium AL6063, dan prestasi beberapa pemprosesan mekanikal (seperti grooving) tidak sebaik aluminium; takat lebur tembaga adalah jauh lebih tinggi daripada aluminium, yang tidak kondusif untuk membentuk penyemperitan (ExtrusiON) dan sebagainya.
Walaupun bahan sink haba yang paling biasa digunakan ialah aloi tembaga dan aluminium, aloi aluminium mudah diproses dan kos rendah, dan merupakan bahan yang paling banyak digunakan. Kekonduksian haba kuprum yang lebih tinggi menjadikan keupayaan penyerapan haba serta-merta lebih baik daripada aloi aluminium. Kelajuan lebih perlahan daripada aloi aluminium. Oleh itu, tidak kira tembaga tulen, aluminium tulen, atau radiator aloi aluminium, terdapat kecacatan yang membawa maut: kerana hanya satu bahan digunakan, walaupun kapasiti pelesapan haba asas dapat memenuhi keperluan pelesapan haba yang sederhana, ia tidak dapat mengimbangi pengaliran haba dengan baik. . Dua keperluan kapasiti dan kapasiti haba agak terbeban dalam keadaan dengan keperluan pelesapan haba yang tinggi.
Teknologi ikatan tembaga-aluminium
Selepas mempertimbangkan kekurangan masing-masing tembaga dan aluminium, beberapa radiator mewah di pasaran sering menggunakan proses pembuatan gabungan tembaga-aluminium. Sinki haba ini biasanya menggunakan tapak logam kuprum, manakala sirip sink haba diperbuat daripada aloi aluminium. Sudah tentu, Sebagai tambahan kepada asas tembaga, terdapat juga kaedah seperti penggunaan tiang tembaga untuk sink haba, yang juga merupakan prinsip yang sama. Dengan kekonduksian haba yang tinggi, permukaan bawah tembaga dengan cepat boleh menyerap haba yang dikeluarkan oleh CPU; sirip aluminium boleh dijadikan bentuk yang paling sesuai untuk pelesapan haba melalui proses yang kompleks, dan menyediakan ruang penyimpanan haba yang besar dan melepaskannya dengan cepat. Keseimbangan telah ditemui dalam semua aspek.
Haba dilesapkan dari teras CPU ke permukaan sink haba, yang merupakan proses pengaliran haba. Untuk asas sink haba, memandangkan ia bersentuhan langsung dengan kawasan kecil sumber haba tinggi, asas perlu menghantar haba dengan cepat. Penggunaan bahan dengan kekonduksian haba yang lebih tinggi untuk sink haba sangat membantu untuk meningkatkan kekonduksian haba. Ia boleh dilihat daripada jadual perbandingan sistem pengaliran haba bahawa, sebagai contoh, kekonduksian terma aluminium ialah 237W/mK, dan kekonduksian terma kuprum ialah 401W/mK. Membandingkan radiator dengan isipadu yang sama, berat kuprum adalah 3 kali ganda daripada aluminium, manakala haba tentu aluminium ialah 3 kali. Ia hanya 2.3 kali ganda kuprum, jadi di bawah isipadu yang sama, radiator kuprum boleh menahan lebih banyak haba daripada radiator aluminium dan memanaskan dengan lebih perlahan. Dengan ketebalan asas sink haba yang sama, tembaga bukan sahaja boleh dengan cepat mengeluarkan suhu sumber haba seperti CPU Die, tetapi juga kenaikan suhu sendiri lebih perlahan daripada sink haba aluminium. Oleh itu, tembaga lebih sesuai untuk membuat permukaan bawah sink haba.
Walau bagaimanapun, gabungan kedua-dua logam ini agak sukar, dan pertalian antara tembaga dan aluminium adalah lemah. rintangan haba). Dalam reka bentuk dan pembuatan sebenar, pengeluar sentiasa cuba mengurangkan rintangan haba antara muka sebanyak mungkin dan mengelakkan kelemahan, yang sering mencerminkan keupayaan reka bentuk dan proses pembuatan pengeluar.
4. Medium terma - gel silika pengalir haba.
a. Apakah rintangan haba?
Apa yang dipanggil "rintangan haba" (rintangan terma) merujuk kepada parameter komprehensif yang mencerminkan keupayaan untuk menghalang pemindahan haba. Konsep rintangan haba sangat serupa dengan rintangan, dan unitnya juga serupa - darjah /W, iaitu perbezaan suhu antara dua hujung laluan pengaliran haba apabila kuasa pemindahan haba berterusan objek ialah 1W .
b. Rintangan haba udara adalah yang terbesar dalam alam semula jadi, dan nilainya hampir kepada 0.03W/mK;
c. Isi jurang antara badan pemanasan dan sink haba logam untuk mengurangkan udara, supaya badan pemanasan dan sink haba menunjukkan pelesapan haba perolakan langsung.
d. Lembaran silikon konduktif terma juga boleh menghilangkan haba secara tidak langsung, iaitu, ia terdedah di luar, jadi ia dipanggil sink haba.
Sinda Thermal ialah pengeluar singki haba terkemuka, kami memiliki pasukan pakar haba dan banyak kemudahan dan peralatan yang tepat, kami boleh mendapatkan sebut harga yang paling kompetitif dan sink haba berkualiti hebat. Sila hubungi kami secara bebas jika anda mempunyai sebarang keperluan haba.
