Hej tamo! Kao dobavljač lijevanih aluminijumskih hladnjaka, u posljednje vrijeme dobijam mnogo pitanja o tome kako zračni otvori mogu utjecati na prijenos topline u ovim stvarima. Pa sam mislio da sjednem i napišem ovaj blog kako bih podijelio ono što sam naučio tokom godina.
Prvo, hajde da razgovaramo o tome šta je hladnjak od livenog aluminijuma i čemu služi. Hladnjak je u osnovi uređaj koji se koristi za hlađenje elektronskih komponenti rasipanjem topline. Lijevanje pod pritiskom je proizvodni proces u kojem se rastopljeni aluminij gura u šupljinu kalupa pod visokim pritiskom. Ovo stvara hladnjak preciznog oblika i dobre toplotne provodljivosti, zahvaljujući svojstvima aluminijuma.
Sada, vazdušni jaz. Možda razmišljate: "U čemu je problem malo zraka između hladnjaka i komponente?" Pa, ispostavilo se da zračne šupljine mogu imati prilično značajan utjecaj na prijenos topline.
Kako funkcionira prijenos topline
Prije nego što zaronimo u efekte zračnih praznina, hajde da brzo pređemo na to kako funkcionira prijenos topline u hladnjaku. Postoje tri glavna načina kretanja topline: provodljivost, konvekcija i zračenje. U hladnjaku, provodljivost je primarni način prijenosa topline. Toplota iz elektronske komponente se provodi kroz materijal hladnjaka (aluminij u našem slučaju), a zatim se konvekcijom raspršuje u okolni zrak.
Uloga vazdušnih praznina
Vazdušni otvori djeluju kao izolatori. Vazduh je loš provodnik toplote u poređenju sa aluminijumom. Kada postoji zračni jaz između hladnjaka i izvora topline (elektronske komponente), to je kao da stavite zid na put toplini koji pokušava da izađe.
Recimo da imate elektronsku komponentu koja proizvodi mnogo topline. Toplota treba da putuje od komponente do hladnjaka, a zatim od hladnjaka do zraka. Ali ako postoji zračni jaz, brzina prijenosa topline značajno opada. Toplota mora proći kroz ovaj sloj zraka, koji mnogo sporije provodi toplinu.
Na primjer, ako hladnjak ima hrapavu površinu i ne ostvaruje potpuni kontakt sa komponentom, postojaće mali zračni otvori. Ovi praznini mogu smanjiti efikasnost prijenosa topline do 50% ili više. To znači da će komponenta raditi toplije, što može dovesti do čitave gomile problema kao što su smanjene performanse i kraći vijek trajanja.
Merenje uticaja
Da bismo zaista razumjeli koliko loši mogu biti zračni jazovi, možemo koristiti neka tehnička mjerenja. Jedna od ključnih metrika je termička otpornost. Toplotni otpor je mjera koliko se materijal ili sistem opire protoku topline. Veća toplinska otpornost znači manji prijenos topline.
Kada postoje zračne šupljine, toplinski otpor između izvora topline i hladnjaka se povećava. To je zato što zrak ima mnogo veći toplinski otpor u odnosu na aluminij. Dakle, čak i mali zračni zazor može uzrokovati veliki skok toplotnog otpora.
Pogledajmo neke brojke. U idealnoj situaciji, sa savršenim kontaktom između hladnjaka i komponente, toplotni otpor bi mogao biti oko 0,1°C/W (stepeni Celzijusa po vatu). Ali ako postoje značajne zračne praznine, toplinski otpor može doseći do 0,5°C/W ili više. To je ogromna razlika!
Načini za smanjenje zračnih praznina
Kao dobavljač hladnjaka, iz prve ruke uvjerio sam se koliko je važno minimizirati zračne praznine. Evo nekoliko načina na koje to možemo učiniti:
Završna obrada
Ključno je osigurati da je površina hladnjaka glatka. Glatka površina će ostvariti bolji kontakt sa komponentom, smanjujući šanse za zračne praznine. Koristimo napredne tehnike obrade kako bismo postigli vrlo finu završnu obradu na našim hladnjacima od livenog aluminija.
Termički materijali sučelja (TIM)
TIM su supstance koje se koriste za popunjavanje mikroskopskih praznina između hladnjaka i komponente. Imaju visoku toplotnu provodljivost i mogu značajno poboljšati prenos toplote. Postoje različite vrste TIM-ova, kao što su termalne paste, jastučići i materijali za promenu faze. Našim kupcima često preporučujemo korištenje visokokvalitetnih termalnih pasta.
Pravilna montaža
Način na koji je hladnjak montiran na komponentu takođe je veoma važan. Korištenje odgovarajućeg hardvera za montažu i primjena odgovarajuće količine pritiska može osigurati čvrsto prianjanje, smanjujući zračne praznine. Pružamo detaljne upute za montažu naših hladnjaka kako bismo pomogli našim kupcima da to isprave.
Primjeri iz stvarnog svijeta
Dozvolite mi da podijelim primjer iz stvarnog svijeta kako zračne šupljine mogu utjecati na prijenos topline. Imali smo kupca koji je koristio naše hladnjake u kompjuterskom sistemu visokih performansi. Sistem je radio toplije nego što se očekivalo, a performanse su počele da opadaju.
Kada smo pregledali postavku, otkrili smo da postoje značajne zračne praznine između hladnjaka i procesora. Hladnjaci su bili pogrešno montirani, a završna obrada površine nije bila tako glatka kao što bi trebala biti.
Preporučujemo korištenje visokokvalitetne termalne paste i pravilno postavljanje hladnjaka. Nakon ovih promjena temperatura sistema je pala za oko 20°C, a performanse su se značajno poboljšale.
Povezani procesi
Ako ste zainteresovani za hladnjake od livenog aluminijuma, možda biste želeli da proverite i neke povezane procese. na primjer,Anodizirani dijelovi od livenog aluminijamože poboljšati otpornost na koroziju i izgled hladnjaka. ILijevanje malih aluminijskih dijelovaje korisno ako su vam potrebni hladnjaci ili druge komponente prilagođenog oblika. također,Dijelovi za automobilsko livenje pod pritiskompokazuje koliko svestrano livenje pod pritiskom može biti u različitim industrijama.
Zaključak
Zaključno, zračne šupljine mogu imati zaista veliki utjecaj na prijenos topline lijevanih aluminijskih hladnjaka. Oni mogu povećati termičku otpornost, smanjiti efikasnost prijenosa topline i uzrokovati toplije komponente. Ali preduzimanjem koraka za smanjenje zračnih praznina, kao što je poboljšanje završne obrade površine, korištenje materijala za termičko sučelje i pravilna montaža, možemo osigurati da hladnjak radi što je moguće efikasnije.
Ako ste na tržištu visokokvalitetnih hladnjaka od livenog aluminija i želite osigurati optimalan prijenos topline, rado bismo razgovarali s vama. Bilo da radite na računarskom sistemu, automobilskoj aplikaciji ili bilo kom drugom projektu kojem je potrebno efikasno odvođenje toplote, mi možemo pružiti prava rešenja za vas. Kontaktirajte nas da započnemo raspravu o vašim zahtjevima i hajde da radimo zajedno na rješavanju vaših izazova prijenosa topline!
Reference
- Incropera, FP, i De Witt, DP (2001). Osnove prijenosa topline i mase. John Wiley & Sons.
- Holman, JP (2002). Prijenos topline. McGraw-Hill.
