abstraktua
Potentzia potentzia elektronikoko gailuen beroa xahutzeko eskakizunei begira, horiek hozteko airez hoztutako erradiadoreen bero-trukearen teknologia sakon aztertu da.Potentzia-gailuak hozteko airez hoztutako erradiadorearen egitura-ezaugarrien eta baldintza teknikoen arabera, airez hoztutako erradiadorearen errendimendu termikoko probak egiten dira egitura ezberdinekin, eta simulazio-kalkulu-softwarea egiaztapen osagarrietarako erabiltzen da.Azkenik, tenperatura igoeraren proben emaitz beraren arabera, egitura desberdinak dituzten airez hoztutako erradiadoreen ezaugarriak konparatu ziren, presio-galerari, bolumen-unitateko beroaren xahupenari eta potentzia-gailuen muntatzeko gainazalen tenperatura-uniformitateari dagokionez.Ikerketaren emaitzek erreferentzia bat eskaintzen dute antzeko egiturazko airez hoztutako erradiadoreen diseinurako.
Gako-hitzak:erradiadorea;aire hoztea;errendimendu termikoa;bero-fluxuaren dentsitatea
0 Hitzaurrea
Potentzia elektronikoaren zientzia eta teknologiaren garapen zientifikoarekin, potentzia elektronikako potentzia gailuen aplikazioa zabalagoa da.Gailu elektronikoen zerbitzu-bizitza eta errendimendua zehazten duena gailuaren beraren errendimendua eta gailu elektronikoaren funtzionamendu-tenperatura da, hau da, gailu elektronikotik beroa xahutzeko erabiltzen den erradiadorearen bero-transferentzia ahalmena.Gaur egun, 4 W/cm2-tik beherako bero-fluxuaren dentsitatea duten potentzia-ekipo elektronikoetan, airez hoztutako hozte-sistema gehienak erabiltzen dira.bero-hustugailua.
Zhang Liangjuan et al.FloTHERM erabili zuen airez hoztutako moduluen simulazio termikoa egiteko, eta simulazioaren emaitzen fidagarritasuna egiaztatu zuen proba esperimentalen emaitzekin, eta hainbat plaka hotzen beroa xahutzeko errendimendua probatu zuen aldi berean.
Yang Jingshan-ek airez hoztutako hiru erradiadore tipiko hautatu zituen (hau da, hegats zuzeneko erradiadoreak, metalezko aparz betetako kanal angeluzuzeneko erradiadoreak eta hegats erradialeko erradiadoreak) ikerketa-objektu gisa, eta CFD softwarea erabili zuen erradiadoreen bero-transferentzia ahalmena hobetzeko.Eta optimizatu fluxuaren eta bero-transferentziaren errendimendu integrala.
Wang Changchang-ek eta beste batzuek FLoTHERM beroa xahutzeko simulazio softwarea erabili zuten airez hoztutako erradiadorearen beroa xahutzeko errendimendua simulatzeko eta kalkulatzeko, analisi konparatiborako datu esperimentalekin konbinatuta, eta hozte-haizearen abiadura, hortz-dentsitatea eta parametroen eragina aztertu zuten. altuera airez hoztutako erradiadorearen beroa xahutzeko errendimenduan.
Shao Qiang et al.behartutako airea hozteko behar den erreferentziako aire bolumena laburki aztertu du, adibide gisa aleta angeluzuzeneko erradiadore bat hartuta;Erradiadorearen egitura-forman eta fluidoen mekanikaren printzipioetan oinarrituta, hozte-aire hodiaren haize-erresistentzia kalkulatzeko formula eratorri zen;haizagailuaren PQ ezaugarriaren kurbaren azterketa labur batekin konbinatuta, haizagailuaren benetako lan-puntua eta aireztapen-aire bolumena azkar lor daitezke.
Pan Shujie-k airez hoztutako erradiadorea aukeratu zuen ikerketarako, eta laburki azaldu zituen beroa xahutzearen kalkuluaren, erradiadorearen hautaketaren, airez hoztutako beroaren xahutzearen kalkuluaren eta haizagailuaren hautaketa beroa xahutzearen diseinuan, eta airez hoztutako erradiadorearen diseinu sinplea osatu zuen.ICEPAK simulazio termikoko softwarea erabiliz, Liu Wei et al.erradiadoreetarako pisua murrizteko bi diseinu metodoen analisi konparatiboa egin du (hegats-tartea handitzea eta hegatsaren altuera murriztea).Artikulu honek profilaren, laka-hortzaren eta airez hoztutako erradiadoreen egitura eta beroa xahutzeko errendimendua aurkezten du.
1 Aire bidez hoztutako erradiadorearen egitura
1.1 Airearekin hoztutako erradiadoreak
Aire hoztutako erradiadore arrunta metalaren prozesamenduaren bidez eratzen da, eta hozte-airea erradiadoretik igarotzen da gailu elektronikoaren beroa ingurune atmosferikora xahutzeko.Ohiko metalezko materialen artean, zilarrak 420 W/m*K-ko eroankortasun termiko handiena du, baina garestia da;
Kobrearen eroankortasun termikoa 383 W/m· K da, hau da, zilar mailatik nahiko hurbil, baina prozesatzeko teknologia konplikatua da, kostua handia da eta pisua nahiko astuna da;
6063 aluminio-aleazioaren eroankortasun termikoa 201 W/m· K da. Merkea da, prozesatzeko ezaugarri onak ditu, gainazaleko tratamendu erraza eta kostu handiko errendimendua ditu.
Hori dela eta, egungo airez hoztutako erradiadoreen materialak, oro har, aluminiozko aleazio hau erabiltzen du.1. irudiak airez hoztutako bi bero-hozgailu arrunt erakusten ditu.Airearekin hoztutako erradiadoreak prozesatzeko erabili ohi diren metodoak hauek dira nagusiki:
(1) Aluminio aleazioen marrazketa eta konformazioa, bolumen unitateko bero-transferentzia-eremua 300 m-ra irits daiteke.2/m3, eta hozte metodoak hozte naturala eta behartutako aireztapen hozte dira;
(2) Bero-hustugailua eta substratua elkarrekin sartuta daude, eta bero-hustugailua eta substratua errematxaketa, epoxi erretxinaren lotura, soldadura, soldadura eta beste prozesu batzuen bidez konekta daitezke.Horrez gain, substratuaren materiala kobre-aleazioa ere izan daiteke.Bolumen-unitateko bero-transferentzia-eremua 500 m2/m3 ingurura irits daiteke, eta hozte-metodoak hozte naturala eta behartutako aireztapen-hozte dira;
(3) Pala hortzak osatzea, erradiadore mota honek bero-hustugailuaren eta substratuaren arteko erresistentzia termikoa desagerrarazi dezake, bero-hustugailuaren arteko distantzia 1,0 mm baino txikiagoa izan daiteke eta bero-transferentzia-eremua 2 500 ingurura irits daiteke. m2/m3.Prozesatzeko metodoa 2. irudian erakusten da, eta hozte metodoa behartutako aire hoztea da.
1. irudia. Aire bidez hoztutako bero-hozgailua erabili ohi da
2. irudia. Pala hortz airez hoztutako erradiadorearen prozesatzeko metodoa
1.2 Plaka-fin airez hoztutako erradiadorea
Plaka-fin airez hoztutako erradiadorea airez hoztutako erradiadore moduko bat da, hainbat piezaren soldadura bidez prozesatutakoa.Batez ere hiru zatiz osatuta dago, esate baterako, bero-husketa, saihets-plaka eta oinarri-plaka.Bere egitura 3. irudian ageri da. Hozte-hegatsek hegats lauak, hegats korrugatuak, hegats mailakatuak eta beste egitura batzuk har ditzakete.Saihetsen soldadura-prozesua kontuan hartuta, 3 serieko aluminiozko materialak aukeratzen dira saihets, bero-hustugai eta oinarrietarako, plaka-hegats airez hoztutako erradiadorearen soldagarritasuna bermatzeko.Plaka-fin airez hoztutako erradiadorearen bolumen-unitateko bero-transferentzia-eremua 650 m2/m3 ingurura irits daiteke, eta hozte-metodoak hozte naturala eta behartutako aireztapen-hozte dira.
3. irudia. Plaka-hegats airez hoztutako erradiadorea
2 Airez hoztutako hainbat erradiadoreren errendimendu termikoav
2.1Normalean erabilitako profila airez hoztutako erradiadoreak
2.1.1 Beroaren xahutze naturala
Gehien erabiltzen diren airez hoztutako erradiadoreek batez ere gailu elektronikoak hozten dituzte hozte naturalaren bidez, eta beroa xahutzeko errendimendua beroa xahutzeko hegatsen lodieraren, hegatsaren altueraren, hegatsen altueraren eta beroa xahutzeko hegatsen luzeraren araberakoa da batez ere. hozte-aire-fluxuaren norabidean.Beroa xahutzeko naturala lortzeko, zenbat eta handiagoa izan beroa xahutzeko eremu eraginkorra, orduan eta hobeto.Modurik zuzenena hegats-tartea murriztea eta hegats kopurua handitzea da, baina hegatsen arteko tartea nahikoa txikia da konbekzio naturalaren muga-geruzari eragiteko.Aldameneko hegats hormen muga-geruzak bat egiten dutenean, hegatsen arteko airearen abiadura nabarmen jaitsiko da, eta beroa xahutzeko efektua ere nabarmen jaitsiko da.Aire hoztutako erradiadorearen errendimendu termikoaren simulazio-kalkuluaren eta probaren detekzioaren bidez, beroa xahutzeko hegatsaren luzera 100 mm-koa denean eta bero-fluxuaren dentsitatea 0,1 W/cm-koa denean.2, hegats-tarte ezberdinen beroa xahutzeko efektua 4. Irudian erakusten da. Filmaren distantzia onena 8,0 mm ingurukoa da.Hozte-hegatsen luzera handitzen bada, hegats-tarte optimoa handiagoa izango da.
4. irudia.Substratuaren tenperatura eta hegats-tartearen arteko erlazioa
2.1.2 Behartutako konbekziozko hoztea
Aire hoztutako erradiadore korrugatuaren egitura-parametroak hegatsaren altuera 98 mm, hegatsaren luzera 400 mm, hegatsaren lodiera 4 mm, hegats-tartea 4 mm eta hozteko airearen abiadura 8 m/s-ko dira.Airearekin hoztutako erradiadore korrugatua 2,38 W/cm-ko bero-fluxuaren dentsitatea duena2tenperatura igoera proba bat egin zioten.Proba emaitzek erakusten dute erradiadorearen tenperatura igoera 45 K-koa dela, hozte-airearen presio-galera 110 Pa-koa dela eta bolumen-unitateko beroaren xahupena 245 kW/m-koa dela.3.Horrez gain, potentzia-osagaiak muntatzeko gainazalaren uniformetasuna eskasa da eta bere tenperatura-aldea 10 °C ingurura iristen da.Gaur egun, arazo hau konpontzeko, kobrezko bero-hodiak airez hoztutako erradiadorearen instalazioaren gainazalean lurperatzen dira normalean, potentzia-osagaien instalazioaren gainazalaren tenperatura-uniformitatea nabarmen hobetu ahal izateko bero-hodiaren jartzearen norabidean, eta efektua ez da nabaria norabide bertikalean.Substratuan lurrun-ganberaren teknologia erabiltzen bada, potentzia-osagaiak muntatzeko gainazalaren tenperatura-uniformitate orokorra 3 °C-tan kontrola daiteke, eta bero-hoskariaren tenperatura igoera ere murriztu daiteke neurri batean.Proba hau 3 °C inguru murriztu daiteke.
Simulazio termikoko kalkulu-softwarea erabiliz, kanpoko baldintza berdinetan, hortz zuzenen eta hozte-hegats korrugatuen simulazio-kalkulua egiten da, eta emaitzak 5. irudian erakusten dira. Potentzia-gailuaren muntatze-azaleraren tenperatura hortz zuzen-hoztearekin. hegatsak 153,5 °C-koak dira, eta hozte-hegats korrugatuenak 133,5 °C-koak.Hori dela eta, airez hoztutako erradiadore korrugatuaren hozte-ahalmena hobea da hortz zuzeneko airez hoztutako erradiadorearena baino, baina bien hegats gorputzen tenperatura-uniformitatea nahiko eskasa da, eta horrek eragin handiagoa du hozte-errendimenduan. erradiadorearena.
5. irudia.Hegats zuzen eta korrugatuen tenperatura-eremua
2.2 Plaka-fin airez hoztutako erradiadorea
Plaka-hegats airez hoztutako erradiadorearen egitura-parametroak hauek dira: aireztapen zatiaren altuera 100 mm-koa da, hegatsen luzera 240 mm-koa, hegatsen arteko tartea 4 mm-koa, buruko fluxuaren abiadura. hozte-airearen 8 m/s-koa da eta bero-fluxuaren dentsitatea 4,81 W/cm-koa da.2.Tenperatura igoera 45 °C da, hozte airearen presio galera 460 Pa eta bolumen unitateko bero xahupena 374 kW/m.3.Aire hoztutako erradiadore korrugatuarekin alderatuta, bolumen-unitateko beroa xahutzeko ahalmena % 52,7 handitzen da, baina airearen presio galera ere handiagoa da.
2.3 Pala hortz airez hoztutako erradiadorea
Aluminiozko pala-hortz erradiadorearen errendimendu termikoa ulertzeko, hegatsaren altuera 15 mm-koa da, hegatsaren luzera 150 mm-koa, hegatsaren lodiera 1 mm-koa, hegatsaren tartea 1 mm-koa eta hozte-airea aurrez aurre. abiadura 5,4 m/s-koa da.Pala-hortzen airez hoztutako erradiadore bat, 2,7 W/cm-ko bero-fluxuaren dentsitatea duena2tenperatura igoera proba bat egin zioten.Probaren emaitzek erakusten dute erradiadorearen potentzia-elementuaren muntaketa gainazalaren tenperatura 74,2 °C dela, erradiadorearen tenperatura igoera 44,8K dela, hozte airearen presio galera 460 Pa eta bolumen unitateko bero xahupena 4570 kW/m-ra iristen dela.3.
3 Ondorioa
Goiko proben emaitzen bidez, honako ondorio hauek atera daitezke.
(1) Airez hoztutako erradiadorearen hozte-ahalmena altua eta baxua arabera ordenatzen da: pala-hortz airez hoztutako erradiadorea, plaka-hegats airez hoztutako erradiadorea, korrugatua airez hoztutako erradiadore eta hortz zuzeneko airez hoztutako erradiadorea.
(2) Aire hoztutako erradiadore korrugatuaren eta hortz zuzeneko airez hoztutako erradiadorearen hegalen arteko tenperatura-aldea nahiko handia da, eta horrek eragin handia du erradiadorearen hozte ahalmenean.
(3) Airez hoztutako erradiadore naturalak hegal tarterik onena du, esperimentu edo kalkulu teorikoaren bidez lor daitekeena.
(4) Pala-hortzen airez hoztutako erradiadorearen hozte-ahalmen handia dela eta, bero-fluxu lokaleko dentsitate handiko ekipamendu elektronikoetan erabil daiteke.
Iturria: Ingeniaritza Mekaniko eta Elektrikoko Teknologia 50. liburukia 06. alea
Egileak: Sun Yuanbang, Li Feng, Wei Zhiyu, Kong Lijun, Wang Bo, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
uko egitea
Goiko edukia Interneteko informazio publikotik dator eta industrian komunikaziorako eta ikasteko soilik erabiltzen da.Artikulua egilearen iritzi independentea da eta ez du DONGXU HYDRAULICS-en jarrera adierazten.Lanaren edukiarekin, egile-eskubideekin, etab. arazoak izanez gero, jarri gurekin harremanetan artikulu hau argitaratu eta hurrengo 30 eguneko epean, eta dagokion edukia berehala ezabatuko dugu.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.hiru filial ditu:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., etaGuangdong Bokade Radiator Material Co., Ltd.
ren holding-aFoshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Ningbo Fenghua No. 3 Hidrauliko Pieza Fabrika, etab.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.
&Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd.
MAIL: Jaemo@fsdxyy.com
WEB: www.dxhydraulics.com
WHATSAPP/SKYPE/TEL/WECHAT: +86 139-2992-3909
GEHITU: Factory Building 5, Area C3, Xingguangyuan Industry Base, Yanjiang South Road, Luocun Street, Nanhai Barrutia, Foshan hiria, Guangdong probintzia, Txina 528226
& No. 7 Xingye Road, Zhuxi Industrial Concentration Zone, Zhoutie Town, Yixing City, Jiangsu Probintzia, Txina
Argitalpenaren ordua: 2023-mar-27