كيفية حساب سعة التبريد للمرار الحراري؟

مرحبًا يا من هناك! كمورد للحرارة الحرارية ، غالبًا ما يتم سؤالك عن كيفية حساب سعة تبريد بالوعة الحرارة. إنه سؤال حاسم ، خاصة بالنسبة لأولئك الذين يعتمدون على أحواض الحرارة للحفاظ على أجهزتهم الإلكترونية بسلاسة. لذلك ، دعنا نغوص في ذلك!

أولاً ، ما هي سعة التبريد بالضبط؟ بعبارات بسيطة ، إنها كمية الحرارة التي يمكن أن تتبددها بالوعة الحرارة من مكون إلكتروني في وقت معين. عادة ما يتم قياس هذا في واتس (ث). تعني قدرة التبريد الأعلى أن بالارتداد حراري يمكنه التعامل مع المزيد من الحرارة ، وهو أمر ضروري للأجهزة ذات الطاقة العالية.

العوامل التي تؤثر على قدرة التبريد

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على قدرة التبريد للمرار الحراري. دعونا نلقي نظرة عليهم واحدة تلو الأخرى.

مادة

تلعب مادة بالارتداد الحراري دورًا كبيرًا. المواد الأكثر شيوعا هي الألومنيوم والنحاس. الألومنيوم خفيف الوزن وغير مكلف نسبيا. لديها الموصلية الحرارية حوالي 200 واط/(م · ك). النحاس ، من ناحية أخرى ، أكثر تكلفة ولكن لديه توصيل حراري أعلى بكثير ، حوالي 400 واط/(م · ك). هذا يعني أن النحاس يمكنه نقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة من الألمنيوم. على سبيل المثال ، لديناالنحاس التزلج على الجليد الزعنفة الزعنفة لخادم 1Uيستخدم النحاس لتوفير أداء ممتاز نقل الحرارة للخوادم التي تولد الكثير من الحرارة.

مساحة السطح

كلما زادت مساحة سطح بالوعة الحرارة ، زادت الحرارة التي يمكن أن تتبددها. تم تصميم الأحواض الحرارية مع زعانف أو دبابيس أو هياكل أخرى لزيادة مساحة سطحها. الزعانف رقيقة ، هياكل مسطحة تمتد من قاعدة بالوعة الحرارية. الدبابيس هي هياكل أسطواني أو مخروطي. كلما زاد عدد الزعانف أو المسامير التي تحتوي عليها بالارتداء حراري ، وكلما كانت مساحة سطحها أكبر ، كان أداء التبريد أفضل. ملكنا100 واط صفيف مشفرة دبوس زعنفة الزعنفة الحار بالوعة مركب CPUلديه مجموعة من زعانف دبوس متطفلة ، مما يزيد بشكل كبير من مساحة السطح لتحسين تبديد الحرارة.

تدفق الهواء

تدفق الهواء الجيد ضروري لعمل المشتت الحراري بفعالية. عندما يتدفق الهواء فوق الجار الحراري ، فإنه يحمل الحرارة. هناك نوعان رئيسيان من تدفق الهواء: الحمل الحراري الطبيعي والحمل الحراري القسري. يحدث الحمل الحراري الطبيعي عندما يرتفع الهواء الساخن ويتم استبداله بالهواء الأكثر برودة. من ناحية أخرى ، يستخدم الحمل القسري مروحة أو جهاز آخر لتفجير الهواء فوق المشتت الحراري. يكون الحمل القسري أكثر فعالية بشكل عام ، خاصة بالنسبة للأجهزة ذات الطاقة العالية.

واجهة الاتصال

يؤثر التلامس بين الجار الحراري والمكون الإلكتروني أيضًا على سعة التبريد. يمكن أن تخلق واجهة التلامس السيئة مقاومة حرارية ، مما يقلل من كفاءة نقل الحرارة. لتحسين التلامس ، غالبًا ما تستخدم المركبات الحرارية. تملأ هذه المركبات الفجوات المجهرية بين بالوعة الحرارية والمكون ، مما يقلل من المقاومة الحرارية. ملكناالنحاس بالارتداد الحراري المصفع الألمنيومتم تصميمه للحصول على واجهة اتصال جيدة مع شريط LED ، واستخدام المركب الحراري الصحيح يمكن أن يعزز أداء التبريد.

حساب قدرة التبريد

الآن ، دعنا نتحدث عن كيفية حساب سعة التبريد للمرار الحراري. هناك عدة طرق ، ولكن واحدة من أكثر الطرق شيوعًا هي طريقة المقاومة الحرارية.

صيغة حساب تبديد الطاقة (سعة التبريد) باستخدام المقاومة الحرارية هي:

$ p = \ frac {\ delta t} {r_ {th}} $

أين:

• $ P $ هو تبديد الطاقة (سعة التبريد) في واط (W)
• $ \ delta t $ هو الفرق في درجة الحرارة بين المكون والهواء المحيط بالدرجات المئوية ($^{\ circ} c $)
• $ r_ {th} $ هي المقاومة الحرارية للوعة الحرارة بالدرجات المئوية لكل واط ($^{\ circ} c/w $)

يمكن الحصول على المقاومة الحرارية للحار الحراري من ورقة بيانات الشركة المصنعة. عادة ما يتم تحديد فرق درجة الحرارة $ \ delta t $ من خلال الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل للمكون الإلكتروني ودرجة الحرارة المحيطة.

على سبيل المثال ، إذا كان الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل للمكون هو 80 $^{\ circ} c $ ، فإن درجة الحرارة المحيطة هي 20 $^{\ circ} c $ ، والمقاومة الحرارية للوعة الحرارة هي 2 $^{\ circ} c/w $ ، ثم:

$ \ delta t = 80 - 20 = 60^{\ circ} c $

$ p = \ frac {60} {2} = 30w $

هذا يعني أن بالارتداد الحراري يمكن أن يتبدد 30 واط من الحرارة.

اعتبارات عملية

عند حساب قدرة التبريد ، هناك بعض الاعتبارات العملية التي يجب وضعها في الاعتبار.

هامش السلامة

من الجيد دائمًا إضافة هامش أمان عند اختيار المشتت الحراري. وذلك لأن ظروف التشغيل الفعلية قد تكون مختلفة عن الظروف المثالية المفترضة في الحسابات. على سبيل المثال ، قد يتم تقليل تدفق الهواء بسبب الغبار أو العوامل الأخرى. غالبًا ما ينصح بهامش السلامة من 20 إلى 30 ٪.

تكامل النظام

الجار الحراري هو مجرد جزء واحد من نظام التبريد الكلي. تؤثر المكونات الأخرى ، مثل المشجعين والقنوات والخطو ، أيضًا على أداء التبريد. عند تصميم نظام تبريد ، يجب النظر في كل هذه المكونات معًا.

خاتمة

إن حساب سعة التبريد للمرار الحراري ليس معقدًا كما قد يبدو. من خلال فهم العوامل التي تؤثر على سعة التبريد ، مثل المواد ، ومساحة السطح ، وتدفق الهواء ، وواجهة التلامس ، واستخدام طرق الحساب المناسبة ، يمكنك تحديد المشتت الحراري المناسب لتطبيقك.

إذا كنت في السوق للحصول على تدفق حراري عالي الجودة ، فقد قمنا بتغطيتك. مجموعة واسعة من أحواض الحرارة ، بما في ذلك100 واط صفيف مشفرة دبوس زعنفة الزعنفة الحار بالوعة مركب CPUوالنحاس التزلج على الجليد الزعنفة الزعنفة لخادم 1U، والنحاس بالارتداد الحراري المصفع الألمنيوم، تم تصميمها لتوفير أداء تبريد ممتاز. إذا كان لديك أي أسئلة أو ترغب في مناقشة متطلباتك المحددة ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في العثور على محلول الحرارة الحرارية المثالية لاحتياجاتك.

مراجع

• Guntropera ، FP ، DeWitt ، DP ، Bergman ، TL ، & Lavine ، AS (2007). أساسيات الحرارة ونقل الكتلة. جون وايلي وأولاده.
• Kraus ، AD ، Azar ، Mn ، & Bar - Cohen ، A. (2001). التصميم الحراري للمعدات الإلكترونية. Wiley - Interscience.