Teollisuuden alumiiniseoksesta valmistettujen jäähdytyslevyprofiilien lämpöresistanssin laskenta

Lämmönkestävyys on tärkeä parametri arvioitaessa tehokkaiden teollisuusalumiiniprofiilijäähdytyslevyjen suorituskykyä. Mikä on lämpövastus? Yllä oleva Wikipedian selitys on: Lämpövastus viittaa kohteen molemmissa päissä olevan lämpötilaeron ja lämmönlähteen tehon väliseen suhteeseen, kun lämpöä siirretään esineeseen.

 

Kun otetaan esimerkkeinä ZP HEAT SINK teollisuusilmajäähdytteiset jäähdytyselementtiprofiilit ja muut tuotteet, lämpöresistanssi viittaa itse rajapinnan vastustukseen lämpövirtauksen suhteen, kun lämpö kulkee tiivishampaisen jäähdytyslevyn ja lämmönlähteen ja lämmön välisen rajapinnan läpi. pesuallas. kutsutaan lämpöimpedanssiksi. Suurin syy kontaktilämpövastukseen on se, että lämmönlähteen ja jäähdytyselementin välinen näennäisen sileä kosketuspinta on itse asiassa tiiviisti peitetty suurella määrällä mikroskoopilla selvästi näkyviä rakoja ja rakojen sisällä oleva ilma on kuin valtavia kiviä. joessa. Lämmönvirtausreitin estäminen vaikuttaa lämpöä johtavan materiaalin lämmönsiirtokykyyn.

Yleensä tapa vähentää lämpöä johtavien materiaalien lämpövastusta on käyttää painetta niin, että matalakovuus lämpöä johtava silikageelilevy täyttää täysin kahden kosketuspinnan välisen raon ja vähentää sitten lämmön virtausaikaa vähentämällä silikageelilevyn paksuus ja lopulta lisää kosketuspinta-alaa lämmön haihtumisen saavuttamiseksi. Tarkoitus. On myös mahdollista vähentää lämmönvastuksen vaikutusta lämmönsiirtoon käyttämällä lämpöä johtavaa silikonilevyä, jolla on korkea lämmönjohtavuus.

Ilmajäähdytteisten teollisuusjäähdytyselementtien profiilien lämpövastuksen laskentakaava on: Rsa=(Tj-Ta) /PC-Rjc-Rcs; profiilijäähdytyselementtien lämpövastuksen laskentakaava on Rzo=Rth plus Rthk, ja kaavaan sisältyvät parametrit sisältävät: Parametreja on viisi: Tj, Ta, Pc, Rjc ja Rcs. Näiden viiden parametrin arvot on annettava, jotta lämpövastuksen ominaisarvo voidaan laskea tarkasti. Tässä artikkelissa selitetään näiden viiden parametrin merkitys yksityiskohtaisesti.

Ilmajäähdytetyn jäähdytyselementin profiilin lämpövastuksen laskentakaavan parametri merkitys:
Rja: kokonaislämpövastus, yksikkö: aste /W;
Rjc: laitteen sisäinen lämpövastus, yksikkö: aste /W;
Rcs: Laitteen ja jäähdytyselementin rajapinnan välinen lämpövastus, yksikkö: aste /W
Rsa: jäähdytyselementin lämpövastus, yksikkö: aste /W;
Tj: lämmönlähdelaitteen sisäinen liitoslämpötila, aste ;
Tc: lämmönlähdelaitteen pintakotelon lämpötila, aste ;
Ts: jäähdytyselementin lämpötila, yksikkö: aste ;
Ta: ympäristön lämpötila, yksikkö: aste ;
PC: laitteen käyttämä teho, yksikkö: W.

 

Ilmajäähdytteisenä lämpövastuksen arvo muuttuu ilman lämpötilan, kosteuden ja ilmanpaineen mukaan. Integroitujen suuritehoisten puolijohdelaitteiden ilmasto-olosuhteet on asetettu seuraavasti: yksi ilmanpaine, 40 astetta ja suhteellinen kosteus enintään 90 prosenttia. Ilman virtausnopeuden kiinteä arvo on paljon pienempi kuin äänen nopeus, esim. alle 7m/s, ilman virtaus on vakaassa tilassa, esim. jäähdytyselementti koostuu useista metallilevyistä ja sen lämpö siirtolämpöryhmä liittyy vain jäähdytyselementin A kokonaispinta-alaan, ilmaan Se liittyy tasaisen levyn pituuteen L virtaussuunnassa, tuulen nopeuteen us (ilman virtausnopeus) ja lämmönsiirtokertoimeen K ilmasta.

Lämmönsiirtovastus jäähdytyselementin ja ilman välillä: Rthk=1/1,16 hA( aste /watti), jossa A on jäähdytyselementin pinta-ala.

Tasaisten levyjen turbulenttiselle pakkokonvektiiviselle (ilmajäähdytteiselle) lämmönsiirrolle ehdotetaan sarja kaavoja.

Jäähdytyselementin lämpövastus Rsa=(Tj-Ta)/Pc-Ric-Rcs kaava: Rsa (jäähdytyselementin lämpövastus) on jäähdytyselementin valinnan tärkein peruste. Tj ja Rjc ovat lämmönlähdelaitteen antamia parametreja, Pc on suunnittelun edellyttämä parametri, RC:t voidaan etsiä lämpösuunnittelun ammattikirjoista tai Rcs=poikkileikkauskontaktimateriaalin paksuus/(kontakti alueen X kosketusmateriaalin lämmönjohtavuus).

Teollisuuden alumiiniprofiilijäähdytyslevyn lämmönvastuksen laskentakaava
Laskentakaava: Rzo (kokonaislämpövastus)=Rth (kiinteä lämmönsiirto jäähdytyselementissä) plus Rthk (lämmönsiirron lämpövastus jäähdytyselementin ja ilman välillä)
Ks on jäähdytyselementin metallimateriaalin lämmönjohtavuus. 20 asteessa puhdas alumiini: KS=175.6 kcal/hm aste
Us on jäähdytyselementin ilmannopeus m/s

Alumiinisille jäähdytyslevyille parametrit Ks, b, n ja S ovat kaikki vakioita. Tällä kaavalla voidaan laskea kokonaislämpövastus eripituisissa L ja eri tuulennopeuksissa us, ja voidaan tehdä vastaavat käyrät.