6 ключевых соображений по дизайну радиатора

Радиаторы играют жизненно важную роль в передаче тепла, выделяемого электронными компонентами, в охлаждающую среду. Этот процесс включает передачу тепла из областей с более высокой температурой (электронный компонент) в области с более низкой температурой (жидкая среда) посредством проводимости, конвекции, излучения или комбинации этих методов.

На эффективность этого пассивного теплообменника влияет несколько факторов, включая скорость теплоносителя, теплопроводность, материалы термоинтерфейса и методы подключения. Чтобы адаптировать радиатор для конкретных применений, точные параметры можно определить посредством моделирования и анализа. В этой статье Winshare Thermal, ведущий производитель радиаторов, разделяет шесть важнейших факторов, влияющих на конструкцию радиатора.

1. Термическое сопротивление

Термическое сопротивление относится к совокупному сопротивлению тепловому потоку между формой и охлаждающей жидкостью. Сюда входят сопротивления от:

· Компонент корпуса

· Корпус к радиатору (сопротивление термоинтерфейса)

· Теплоотвод к движущейся жидкости

Хотя термическое сопротивление обеспечивает приближение для моделирования тепловых характеристик, оно не подходит для систем, которые не находятся в тепловом равновесии. Тем не менее, анализ различных конструкций радиаторов может помочь определить геометрию и параметры, обеспечивающие максимальное рассеивание тепла. Передовые методы моделирования, такие как трехмерное построение сетки теплового сопротивления, могут улучшить анализ тепловых характеристик.

2. Материалы

Выбор материалов с высокой теплопроводностью имеет решающее значение для эффективной конструкции радиатора. Общие материалы включают в себя:

· Медь: Обладает превосходной теплопроводностью, устойчивостью к микроорганизмам и коррозии. Однако он плотнее и дороже алюминия.

· Алюминий: Легкий и экономичный алюминий — еще один популярный выбор для радиаторов.

Другие материалы, такие как алмаз и композиционные материалы (например, AlSiC, Dymalloy, псевдосплавы меди и вольфрама), также используются в термических применениях из-за их благоприятных термических свойств.

3. Расположение, форма, размер и положение радиатора

Конфигурация ребер радиатора существенно влияет на поток охлаждающей среды. Оптимизированное расположение снижает сопротивление потоку жидкости, позволяя большему количеству воздуха проходить через радиатор. Форма и конструкция плавников также влияют на производительность; оптимизация их формы и размера может максимизировать плотность теплопередачи.

4. Электронная эффективность рассеивания тепла

Радиатор поглощает тепло электронного устройства и рассеивает его в окружающую охлаждающую жидкость. Эффективность теплопередачи снижается по мере удаления от основания радиатора. Чтобы повысить общую эффективность, используйте материалы с более высокой теплопроводностью и уменьшите соотношение сторон ребер.

5. Материалы термоинтерфейса (TIM)

Дефекты поверхности, шероховатости и зазоры могут увеличить сопротивление теплового контакта, отрицательно влияя на эффективность теплового решения. Эти дефекты уменьшают площадь теплового контакта между электронными компонентами и радиатором, тем самым снижая эффективность. Чтобы смягчить это, используются термоинтерфейсные материалы. При выборе TIM учитывайте такие факторы, как удельное сопротивление, контактное давление и размер поверхностных зазоров.

6. Способы установки радиатора

Тепловые характеристики радиатора можно оптимизировать, выбрав соответствующий метод крепления радиатора к электронному компоненту. При выборе метода учитывайте как термические, так и механические требования. Распространенные методы крепления включают проставки для кронштейнов, плоские пружинные зажимы, эпоксидную смолу и теплопроводящую ленту.

Заключение

Эти шесть факторов имеют решающее значение для оптимизации рассеивания тепла при проектировании радиатора. Чтобы повысить производительность вашего радиатора, обратите внимание на эти соображения. Если вам нужно экспертное руководство или помощь, не стесняйтесь обращаться к Winshare, вашему профессиональному поставщику промышленные решения для охлаждения. Мы здесь, чтобы предложить самые надежные советы и поддержку.