анатацыя
Тэхналогія цеплаабмену радыятараў з паветраным астуджэннем для іх астуджэння была паглыблена вывучана з улікам патрабаванняў да рассейвання цяпла сілавых электронных сілавых прылад.У адпаведнасці са структурнымі характарыстыкамі і тэхнічнымі патрабаваннямі радыятара з паветраным астуджэннем для астуджэння сілавога прылады праводзяцца выпрабаванні цеплавых характарыстык радыятара з паветраным астуджэннем з рознымі структурамі, а праграмнае забеспячэнне для мадэлявання разліку выкарыстоўваецца для дапаможнай праверкі.Нарэшце, па аднолькавых выніках выпрабаванняў павышэння тэмпературы параўноўваліся характарыстыкі радыятараў з паветраным астуджэннем рознай канструкцыі па страце ціску, цеплааддачы на адзінку аб'ёму і аднастайнасці тэмпературы паверхняў мацавання сілавога прылады.Вынікі даследаванняў з'яўляюцца эталонам для праектавання аналагічных канструктыўных радыятараў паветранага астуджэння.
Ключавыя словы:радыятар;паветранае астуджэнне;цеплавыя паказчыкі;шчыльнасць цеплавога патоку
0 Прадмова
З навуковым развіццём навукі і тэхнікі сілавы электронікі прымяненне сілавых прылад сілавы электронікі становіцца больш шырокім.Тэрмін службы і прадукцыйнасць электронных прылад вызначае прадукцыйнасць самой прылады і працоўную тэмпературу электроннай прылады, гэта значыць здольнасць цеплаперадачы радыятара, які выкарыстоўваецца для рассейвання цяпла ад электроннай прылады.У цяперашні час у сілавым электронным абсталяванні са шчыльнасцю цеплавога патоку менш за 4 Вт/см2 выкарыстоўваецца большасць сістэм астуджэння з паветраным астуджэннем.радыятар.
Чжан Лянцзюань і інш.выкарыстаў FloTHERM для правядзення цеплавога мадэлявання модуляў з паветраным астуджэннем і праверыў надзейнасць вынікаў мадэлявання з дапамогай вынікаў эксперыментальных выпрабаванняў, а таксама праверыў характарыстыкі рассейвання цяпла розных халодных пласцін адначасова.
Ян Цзіншань выбраў тры тыповыя радыятары з паветраным астуджэннем (гэта значыць радыятары з прамымі рэбрамі, радыятары з прамавугольным каналам, запоўненыя металічнай пенай і радыятары з радыяльнымі рэбрамі) у якасці аб'ектаў даследавання і выкарыстаў праграмнае забеспячэнне CFD для павышэння здольнасці цеплаперадачы радыятараў.І аптымізаваць комплексную прадукцыйнасць патоку і цеплаабмену.
Ван Чанчанг і іншыя выкарыстоўвалі праграмнае забеспячэнне для мадэлявання рассейвання цяпла FLoTHERM для мадэлявання і разліку характарыстык рассейвання цяпла радыятара з паветраным астуджэннем у спалучэнні з эксперыментальнымі дадзенымі для параўнальнага аналізу і вывучэння ўплыву такіх параметраў, як хуткасць астуджальнага ветру, шчыльнасць зубоў і вышыня на прадукцыйнасць рассейвання цяпла радыятара з паветраным астуджэннем.
Шао Цян і інш.коратка прааналізаваны эталонны аб'ём паветра, неабходны для прымусовага паветранага астуджэння, на прыкладзе прамавугольнага рабрыстага радыятара;на аснове канструктыўнай формы радыятара і прынцыпаў гідрамеханікі выведзена формула ацэнкі ветраўстойлівасці паветравода астуджэння;у спалучэнні з кароткім аналізам характэрнай крывой PQ вентылятара можна хутка атрымаць фактычную працоўную кропку і аб'ём вентыляцыйнага паветра вентылятара.
Пан Шуцзе абраў для даследавання радыятар з паветраным астуджэннем і коратка растлумачыў этапы разліку цеплавыдзялення, выбару радыятара, разліку рассейвання цяпла з паветраным астуджэннем і выбару вентылятара ў канструкцыі рассейвання цяпла, а таксама завяршыў простую канструкцыю радыятара з паветраным астуджэннем.Выкарыстоўваючы праграмнае забеспячэнне для цеплавога мадэлявання ICEPAK, Лю Вэй і інш.правялі параўнальны аналіз двух метадаў канструкцыі зніжэння вагі для радыятараў (павелічэнне адлегласці рэбраў і памяншэнне вышыні рэбраў).У гэтым артыкуле прадстаўлены структура і характарыстыкі рассейвання цяпла радыятараў з паветраным астуджэннем з профільным, зубчастым і пласціністым рэбрамі адпаведна.
1 Структура радыятара з паветраным астуджэннем
1.1 Звычайна выкарыстоўваюцца радыятары з паветраным астуджэннем
Агульны радыятар з паветраным астуджэннем утвараецца шляхам апрацоўкі металу, і астуджальнае паветра праходзіць праз радыятар, каб рассейваць цяпло электроннага прылады ў атмасфернае асяроддзе.Сярод звычайных металічных матэрыялаў срэбра мае самую высокую цеплаправоднасць 420 Вт/м*К, але яно дарагое;
Каэфіцыент цеплаправоднасці медзі складае 383 Вт/м · К, што адносна блізка да ўзроўню срэбра, але тэхналогія апрацоўкі складаная, кошт высокі і вага адносна вялікі;
Каэфіцыент цеплаправоднасці алюмініевага сплаву 6063 складае 201 Вт/м · К. Ён танны, мае добрыя характарыстыкі апрацоўкі, лёгкую апрацоўку паверхні і высокі кошт.
Такім чынам, матэрыял цяперашніх асноўных радыятараў з паветраным астуджэннем звычайна выкарыстоўвае гэты алюмініевы сплаў.На малюнку 1 паказаны два звычайныя радыятары з паветраным астуджэннем.Звычайна выкарыстоўваюцца метады апрацоўкі радыятараў з паветраным астуджэннем у асноўным ўключаюць наступнае:
(1) Выцяжка і фармоўка алюмініевага сплаву, плошча цеплааддачы на адзінку аб'ёму можа дасягаць каля 300 м2/m3, а метады астуджэння - гэта натуральнае астуджэнне і астуджэнне з прымусовай вентыляцыяй;
(2) Цеплаадвод і падкладка інкруставаныя разам, і радыятар і падкладку можна злучыць заклёпваннямі, склейваннем эпаксіднай смалой, зваркай, пайкай і іншымі працэсамі.Акрамя таго, матэрыялам падкладкі таксама можа быць медны сплаў.Плошча цеплааддачы на адзінку аб'ёму можа дасягаць каля 500 м2/м3, а метады астуджэння - гэта натуральнае астуджэнне і астуджэнне з прымусовай вентыляцыяй;
(3) Зуб рыдлёўкі, такі радыятар можа ліквідаваць цеплавое супраціўленне паміж радыятарам і падкладкай, адлегласць паміж радыятарам можа быць менш за 1,0 мм, а плошча цеплааддачы на адзінку аб'ёму можа дасягаць каля 2500 м2/m3.Спосаб апрацоўкі паказаны на малюнку 2, а метад астуджэння - прымусовае паветранае астуджэнне.
Мал. 1. Звычайна выкарыстоўваны радыятар з паветраным астуджэннем
Мал. 2. Спосаб апрацоўкі радыятара паветранага астуджэння з лапаткай
1.2 Пласцініста-рэберны радыятар з паветраным астуджэннем
Пласціністы радыятар з паветраным астуджэннем - гэта радыятар з паветраным астуджэннем, апрацаваны шляхам паяння некалькіх частак.Ён у асноўным складаецца з трох частак, такіх як радыятар, рэберная пласціна і апорная пласціна.Яго структура паказана на малюнку 3. Астуджальныя рэбры могуць мець плоскія, гафрыраваныя, шахматныя і іншыя структуры.Улічваючы працэс зваркі рэбраў, абраны алюмініевыя матэрыялы 3 серый для рэбраў, радыятараў і асноў, каб забяспечыць зварвальнасць радыятара з паветраным астуджэннем.Плошча цеплааддачы на адзінку аб'ёму пласцініста-рэбернага радыятара з паветраным астуджэннем можа дасягаць каля 650 м2/м3, а метады астуджэння - гэта натуральнае астуджэнне і астуджэнне з прымусовай вентыляцыяй.
Мал. 3. Пласцініста-рэберны радыятар паветранага астуджэння
2 Цеплавыя характарыстыкі розных радыятараў з паветраным астуджэннемv
2.1Агулам выкарыстоўваюцца профільныя радыятары паветранага астуджэння
2.1.1 Натуральная цеплааддача
Радыятары з паветраным астуджэннем, якія звычайна выкарыстоўваюцца, у асноўным астуджаюць электронныя прылады шляхам натуральнага астуджэння, і іх эфектыўнасць адводу цяпла ў асноўным залежыць ад таўшчыні рэбраў цеплаадводу, кроку рэбраў, вышыні рэбраў і даўжыні рэбраў цеплаадводу. па кірунку патоку астуджальнага паветра.Для натуральнага адводу цяпла, чым больш эфектыўная плошча адводу цяпла, тым лепш.Самы прамы спосаб - паменшыць адлегласць паміж рэбрамі і павялічыць іх колькасць, але зазор паміж рэбрамі досыць малы, каб паўплываць на памежны пласт натуральнай канвекцыі.Як толькі памежныя пласты суседніх сценак плаўнікоў збліжаюцца, хуткасць паветра паміж рэбрамі рэзка ўпадзе, і эфект рассейвання цяпла таксама рэзка ўпадзе.З дапамогай мадэляванага разліку і тэставага выяўлення цеплавых характарыстык радыятара з паветраным астуджэннем, калі даўжыня рэбры цеплаадводу складае 100 мм, а шчыльнасць цеплавога патоку складае 0,1 Вт/см.2, эфект рассейвання цяпла пры рознай адлегласці рэбраў паказаны на малюнку 4. Найлепшая адлегласць да плёнкі складае каля 8,0 мм.Калі даўжыня рэбраў астуджэння павялічваецца, аптымальная адлегласць паміж рэбрамі становіцца большай.
Мал.4.Сувязь паміж тэмпературай падкладкі і адлегласць плаўнікоў
2.1.2 Астуджэнне з прымусовай канвекцыяй
Канструктыўныя параметры гафрыраванага радыятара паветранага астуджэння: вышыня рэбры 98 мм, даўжыня рэбры 400 мм, таўшчыня рэбры 4 мм, адлегласць паміж рэбрамі 4 мм, лабавая хуткасць астуджальнага паветра 8 м/с.Гафрыраваны радыятар паветранага астуджэння са шчыльнасцю цеплавога патоку 2,38 Вт/см.2быў падвергнуты выпрабаванню павышэннем тэмпературы.Вынікі выпрабаванняў паказваюць, што павышэнне тэмпературы радыятара складае 45 К, страта ціску астуджальнага паветра складае 110 Па, а цеплааддача на адзінку аб'ёму складае 245 кВт/м.3.Акрамя таго, аднастайнасць паверхні мацавання сілавога кампанента дрэнная, а розніца тэмператур дасягае каля 10 °C.У цяперашні час, каб вырашыць гэтую праблему, медныя цеплавыя трубкі звычайна ўкладваюць на ўсталявальную паверхню радыятара з паветраным астуджэннем, так што раўнамернасць тэмпературы ўсталявальнай паверхні сілавога кампанента можа быць значна палепшана ў напрамку кладкі цеплавой трубы, і эфект не відавочны ў вертыкальным кірунку.Калі ў падкладцы выкарыстоўваецца тэхналогія выпарной камеры, агульная аднастайнасць тэмпературы паверхні мацавання сілавога кампанента можа кантралявацца ў межах 3 °C, а рост тэмпературы радыятара таксама можа быць зменшаны да пэўнай ступені.Тэмпература гэтага выпрабавальнага ўзору можа быць зніжана прыкладна на 3 °C.
З выкарыстаннем праграмнага забеспячэння для разліку цеплавога мадэлявання пры аднолькавых знешніх умовах праводзіцца разлік мадэлявання прамых зубоў і гафрыраваных рэбраў астуджэння, і вынікі паказаны на малюнку 5. Тэмпература мантажнай паверхні сілавога прылады з астуджэннем прамымі зубцамі рэбраў складае 153,5 °C, а гафрыраваных рэбраў астуджэння - 133,5 °C.Такім чынам, астуджальная здольнасць гафрыраванага радыятара з паветраным астуджэннем лепш, чым у радыятара з паветраным астуджэннем з прамымі зубцамі, але аднастайнасць тэмпературы рэберных тэл двух адносна дрэнная, што больш уплывае на прадукцыйнасць астуджэння. радыятара.
Мал.5.Тэмпературнае поле прамых і рыфленых плаўнікоў
2.2 Рэберны радыятар з паветраным астуджэннем
Канструктыўныя параметры пласцініста-рэбернага радыятара паветранага астуджэння: вышыня вентыляцыйнай часткі - 100 мм, даўжыня рэбер - 240 мм, адлегласць паміж рэбрамі - 4 мм, хуткасць лабавога патоку. астуджальнага паветра складае 8 м/с, а шчыльнасць цеплавога патоку 4,81 Вт/см.2.Рост тэмпературы складае 45°C, страта ціску астуджальнага паветра складае 460 Па, а цеплааддача на адзінку аб'ёму складае 374 кВт/м.3.У параўнанні з гафрыраваным радыятарам з паветраным астуджэннем магутнасць цеплаадводу на адзінку аб'ёму павялічана на 52,7%, але страта ціску паветра таксама большая.
2.3 Зуб лапаты радыятар паветранага астуджэння
Каб зразумець цеплавыя характарыстыкі алюмініевага радыятара з лопатападобнымі зубамі, вышыня рэбры складае 15 мм, даўжыня рэбры складае 150 мм, таўшчыня рэбры складае 1 мм, адлегласць паміж рэбрамі складае 1 мм, а астуджальнае паветра паступае ў лоб скорасць 5,4 м/с.Выпраменьвальнік з паветраным астуджэннем і цеплавым патокам 2,7 Вт/см.2быў падвергнуты выпрабаванню павышэннем тэмпературы.Вынікі выпрабаванняў паказваюць, што тэмпература паверхні мацавання сілавога элемента радыятара складае 74,2°C, павышэнне тэмпературы радыятара складае 44,8K, страта ціску астуджальнага паветра складае 460 Па, а цеплааддача на адзінку аб'ёму дасягае 4570 кВт/м.3.
3 Заключэнне
З дапамогай прыведзеных вышэй вынікаў выпрабаванняў можна зрабіць наступныя высновы.
(1) Астуджальная магутнасць радыятара з паветраным астуджэннем сартуецца па высокай і нізкай: радыятар з паветраным астуджэннем з лапатай, пласцінападобны радыятар з паветраным астуджэннем, гафрыраваны радыятар з паветраным астуджэннем і радыятар з прамымі зубцамі з паветраным астуджэннем.
(2) Розніца тэмператур паміж рэбрамі ў гафрыраванага радыятара з паветраным астуджэннем і радыятара з прамымі зубцамі з паветраным астуджэннем адносна вялікая, што моцна ўплывае на астуджальную здольнасць радыятара.
(3) Натуральны радыятар з паветраным астуджэннем мае найлепшую адлегласць паміж рэбрамі, якую можна атрымаць шляхам эксперыменту або тэарэтычнага разліку.
(4) Дзякуючы высокай астуджальнай здольнасці радыятара з паветраным астуджэннем з лапатай, яго можна выкарыстоўваць у электронным абсталяванні з высокай шчыльнасцю цеплавога патоку.
Крыніца: Тэхналогія машынабудавання і электратэхнікі, том 50, выпуск 06
Аўтары: Сунь Юаньбанг, Лі Фэн, Вэй Чжыюй, Конг Ліцзюнь, Ван Бо, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
адмова ад адказнасці
Вышэйпрыведзены кантэнт паходзіць з агульнадаступнай інфармацыі ў Інтэрнэце і выкарыстоўваецца толькі для зносін і навучання ў галіны.Артыкул з'яўляецца незалежным меркаваннем аўтара і не адлюстроўвае пазіцыю DONGXU HYDRAULICS.Калі ёсць праблемы са зместам твора, аўтарскім правам і г.д., калі ласка, звяжыцеся з намі на працягу 30 дзён пасля публікацыі гэтага артыкула, і мы неадкладна выдалім адпаведны кантэнт.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.мае тры даччыныя кампаніі:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Кампанія Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., іКампанія Guangdong Bokade Radiator Material Co., Ltd.
Холдынгавая кампанія аFoshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Нінбо Фэнхуа № 3 завод гідраўлічных дэталяўі г.д.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.
іJiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd.
MAIL: Jaemo@fsdxyy.com
ВЭБ: www.dxhydraulics.com
WHATSAPP/SKYPE/ТЭЛ/WECHAT: +86 139-2992-3909
ДАДАЦЬ: Фабрычны корпус 5, зона C3, прамысловая база Сінгуаньюань, паўднёвая дарога Яньцзян, вуліца Луоцунь, раён Наньхай, горад Фошань, правінцыя Гуандун, Кітай 528226
& No. 7 Xingye Road, Zhuxi Industrial Concentration Zone, Zhoutie Town, Yixing City, Jiangsu Province, Кітай
Час публікацыі: 27 сакавіка 2023 г