апстрактни
Со цел кон барањата за дисипација на топлина на електричните електронски уреди за напојување, длабински е проучена технологијата за размена на топлина на радијаторите со воздушно ладење за нивно ладење.Според структурните карактеристики и техничките барања на радијаторот со воздушно ладење за ладење на енергетскиот уред, се вршат тестови за топлинска изведба на радијаторот со воздушно ладење со различни структури, а за помошна верификација се користи софтверот за симулациска пресметка.Конечно, според истите резултати од тестот за зголемување на температурата, беа споредени карактеристиките на радијаторите со воздушно ладење со различна структура во однос на губење на притисок, дисипација на топлина по единица волумен и температурна униформност на површините за монтирање на уредите за напојување.Резултатите од истражувањето даваат референца за дизајнот на слични структурни радијатори со воздушно ладење.
Клучни зборови:радијатор;воздушно ладење;термички перформанси;густина на топлински флукс
0 Предговор
Со научниот развој на науката и технологијата за енергетска електроника, примената на енергетските уреди за енергетска електроника е пообемна.Она што го одредува работниот век и перформансите на електронските уреди е перформансите на самиот уред и работната температура на електронскиот уред, односно капацитетот за пренос на топлина на радијаторот што се користи за да се исфрли топлината од електронскиот уред.Во моментов, во енергетската електронска опрема со густина на топлински флукс помала од 4 W/cm2, се користат повеќето системи за ладење со воздушно ладење.ладилник.
Џанг Лиангјуан и сор.го користеше FloTHERM за спроведување на термичка симулација на модули со воздушно ладење и ја потврди веродостојноста на резултатите од симулацијата со експериментални резултати од тестот и ги тестираше перформансите на дисипација на топлина на различни ладни плочи во исто време.
Јанг Џингшан избра три типични радијатори со воздушно ладење (т.е. радијатори со правоаголни перки, радијатори со правоаголни канали исполнети со метална пена и радијални перки) како објекти за истражување и користеше CFD софтвер за подобрување на капацитетот за пренос на топлина на радијаторите.И оптимизирајте ги сеопфатните перформанси на протокот и преносот на топлина.
Ванг Чангчанг и другите го користеа софтверот за симулација на дисипација на топлина FLoTHERM за симулирање и пресметување на перформансите на дисипација на топлина на радијаторот со воздушно ладење, комбинирани со експериментални податоци за компаративна анализа и го проучуваа влијанието на параметрите како што се брзината на ветерот на ладење, густината на забите и висина на перформансите на дисипација на топлина на радијаторот со воздушно ладење.
Шао Кианг и сор.накратко го анализираше референтниот волумен на воздух потребен за присилно ладење на воздухот со земање на правоаголен радијатор со ребра како пример;врз основа на структурната форма на радијаторот и принципите на механиката на течности, изведена е формулата за проценка на отпорноста на ветерот на каналот за ладење на воздухот;во комбинација со кратка анализа на PQ карактеристичната крива на вентилаторот, може брзо да се добијат вистинската работна точка и волуменот на воздухот за вентилација на вентилаторот.
Пан Шуџи го избра радијаторот со воздушно ладење за истражување и накратко ги објасни чекорите за пресметка на дисипација на топлина, избор на радијатор, пресметка на дисипација на топлина со воздушно ладење и избор на вентилатор во дизајнот на дисипација на топлина и го заврши едноставниот дизајн на радијаторот со воздушно ладење.Користејќи софтвер за термичка симулација ICEPAK, Лиу Веи и сор.спроведе компаративна анализа на два методи за дизајнирање на намалување на тежината на радијаторите (зголемување на растојанието со перки и намалување на висината на перките).Овој труд ја воведува структурата и перформансите на дисипација на топлина на радијаторите со воздушно ладење на профилот, забот на лопатата и плочестите перки, соодветно.
1 Структура на радијатор со воздушно ладење
1.1 Најчесто користени радијатори со воздушно ладење
Заедничкиот радијатор со воздушно ладење се формира со обработка на метал, а воздухот за ладење тече низ радијаторот за да ја исфрли топлината на електронскиот уред во атмосферската средина.Меѓу обичните метални материјали, среброто има најголема топлинска спроводливост од 420 W/m*K, но е скапо;
Топлинската спроводливост на бакарот е 383 W/m· K, што е релативно блиску до нивото на среброто, но технологијата на обработка е комплицирана, цената е висока и тежината е релативно тешка;
Топлинската спроводливост на алуминиумската легура 6063 е 201 W/m· K. Тој е евтин, има добри карактеристики на обработка, лесен површински третман и високи перформанси.
Затоа, материјалот на сегашните мејнстрим радијатори со воздушно ладење генерално ја користи оваа алуминиумска легура.Слика 1 прикажува два вообичаени ладилници со воздушно ладење.Најчесто користените методи за обработка на радијатори со воздушно ладење главно го вклучуваат следново:
(1) Цртеж и формирање на алуминиумска легура, површината за пренос на топлина по единица волумен може да достигне околу 300 m2/m3, а методите за ладење се природно ладење и принудно вентилационо ладење;
(2) Ладилникот и подлогата се вметнати заедно, а ладилникот и подлогата можат да се поврзат со заковување, поврзување со епоксидна смола, заварување со лемење, лемење и други процеси.Покрај тоа, материјалот на подлогата може да биде и бакарна легура.Областа за пренос на топлина по единица волумен може да достигне околу 500 m2/m3, а методите за ладење се природно ладење и принудно вентилационо ладење;
(3) Формирање на заб од лопата, овој вид радијатор може да го елиминира термичкиот отпор помеѓу ладилникот и подлогата, растојанието помеѓу ладилникот може да биде помало од 1,0 mm, а површината за пренос на топлина по единица волумен може да достигне околу 2 500 м2/m3.Методот на обработка е прикажан на слика 2, а методот на ладење е принудно воздушно ладење.
Сл. 1. Најчесто користен ладилник со воздушно ладење
Сл. 2. Метод на обработка на радијатор со воздушно ладење на лопата
1.2 Радијатор со воздушно ладење со плоча со перки
Радијаторот со воздушно ладење со плочка е еден вид радијатор со воздушно ладење кој се обработува со лемење на повеќе делови.Главно е составен од три дела како што се ладилник, ребра плоча и основна плоча.Неговата структура е прикажана на слика 3. Перките за ладење можат да усвојат рамни перки, брановидни перки, влечкани перки и други структури.Со оглед на процесот на заварување на ребрата, се избираат 3 серии алуминиумски материјали за ребрата, ладилниците и основите за да се обезбеди заварливост на радијаторот со воздушно ладење со плочка.Површината за пренос на топлина по единица волумен на радијаторот со воздушно ладење со плоча може да достигне околу 650 m2/m3, а методите за ладење се природно ладење и ладење со принудна вентилација.
Сл. 3. Радијатор со воздушно ладење со плочка
2 Термички перформанси на различни радијатори со воздушно ладење
2.1Вообичаено користени профилни радијатори со воздушно ладење
2.1.1 Природна дисипација на топлина
Најчесто користените радијатори со воздушно ладење главно ги ладат електронските уреди со природно ладење, а нивните перформанси за дисипација на топлина главно зависат од дебелината на перките за дисипација на топлина, чекорот на перките, висината на перките и должината на перките за дисипација на топлина долж насоката на проток на воздух за ладење.За природна дисипација на топлина, колку е поголема ефективната површина за дисипација на топлина, толку подобро.Најдиректен начин е да се намали растојанието со перките и да се зголеми бројот на перки, но јазот помеѓу перките е доволно мал за да влијае на граничниот слој на природната конвекција.Штом граничните слоеви на соседните ѕидови на перките ќе се спојат, брзината на воздухот помеѓу перките нагло ќе опадне, а ефектот на дисипација на топлина исто така нагло ќе опадне.Преку симулациска пресметка и пробна детекција на термичките перформанси на радијаторот со воздушно ладење, кога должината на перките за дисипација на топлина е 100 mm и густината на топлинскиот флукс е 0,1 W/cm2, ефектот на дисипација на топлина на различни растојанија на перките е прикажан на слика 4. Најдоброто растојание на филмот е околу 8,0 mm.Ако се зголеми должината на перките за ладење, оптималното растојание на перките ќе стане поголемо.
Сл.4.Врска помеѓу температурата на подлогата и растојанието со перките
2.1.2 Ладење со принудна конвекција
Структурните параметри на брановидниот радијатор со воздушно ладење се висина на перка 98 mm, должина на перка 400 mm, дебелина на перка 4 mm, растојание на перки 4 mm и брзина на воздухот за ладење директно на 8 m/s.Брановиден радијатор со воздушно ладење со густина на топлински флукс од 2,38 W/cm2бил подложен на тест за зголемување на температурата.Резултатите од тестот покажуваат дека порастот на температурата на радијаторот е 45 K, губењето на притисокот на воздухот за ладење е 110 Pa, а дисипацијата на топлина по единица волумен е 245 kW/m3.Покрај тоа, униформноста на површината за монтирање на енергетската компонента е слаба, а нејзината температурна разлика достигнува околу 10 °C.Во моментов, за да се реши овој проблем, бакарните топлински цевки обично се закопуваат на површината за инсталација на радијаторот со воздушно ладење, така што температурната униформност на површината за инсталација на енергетската компонента може значително да се подобри во насока на поставување на топлинската цевка и ефектот не е очигледен во вертикална насока.Ако се користи технологија на пареа комора во подлогата, целокупната температурна униформност на површината за монтирање на енергетската компонента може да се контролира во рок од 3 °C, а зголемувањето на температурата на ладилникот исто така може да се намали до одреден степен.Овој тест може да се намали за околу 3 °C.
Со користење на софтвер за пресметка на топлинска симулација, под исти надворешни услови, се врши симулациска пресметка на директни забни и брановидни ладилни перки, а резултатите се прикажани на слика 5. Температурата на површината за монтирање на напојниот уред со ладење со директно заб перките е 153,5 °C, а онаа на брановидни перки за ладење е 133,5 °C.Затоа, капацитетот за ладење на брановидниот радијатор со воздушно ладење е подобар од оној на радијаторот со воздушно ладење со директно заби, но температурната униформност на телата на перките на двата е релативно слаба, што има поголемо влијание врз перформансите на ладењето на радијаторот.
Сл.5.Температурно поле на прави и брановидни перки
2.2 Радијатор со воздушно ладење со плоча со перки
Структурните параметри на радијаторот со воздушно ладење со плоча се следните: висината на делот за вентилација е 100 mm, должината на перките е 240 mm, растојанието помеѓу перките е 4 mm, брзината на протокот директно од воздухот за ладење е 8 m/s, а густината на топлинскиот флукс е 4,81 W/cm2.Зголемувањето на температурата е 45°C, загубата на притисокот на воздухот за ладење е 460 Pa, а дисипацијата на топлина по единица волумен е 374 kW/m3.Во споредба со брановидниот радијатор со воздушно ладење, капацитетот за дисипација на топлина по единица волумен е зголемен за 52,7%, но загубата на воздушниот притисок е исто така поголема.
2.3 Радијатор со воздушно ладење со лопата
Со цел да се разберат топлинските перформанси на алуминиумскиот радијатор со лопата-заб, висината на перката е 15 mm, должината на перката е 150 mm, дебелината на перката е 1 mm, растојанието на перките е 1 mm и воздухот за ладење директно брзината е 5,4 m/s.Радијатор со воздушно ладење со лопата со густина на топлински флукс од 2,7 W/cm2бил подложен на тест за зголемување на температурата.Резултатите од тестот покажуваат дека температурата на површината за монтирање на елементот за напојување на радијаторот е 74,2°C, порастот на температурата на радијаторот е 44,8 K, загубата на притисокот на воздухот за ладење е 460 Pa, а дисипацијата на топлина по единица волумен достигнува 4570 kW/m3.
3 Заклучок
Преку горенаведените резултати од тестот, може да се извлечат следните заклучоци.
(1) Капацитетот за ладење на радијаторот со воздушно ладење се подредува по висок и низок: радијатор со воздушно ладење со лопата, радијатор со воздушно ладење со плочка, брановиден радијатор со воздушно ладење и радијатор со воздушно ладење со праволиниски заби.
(2) Температурната разлика помеѓу перките во брановидниот радијатор со воздушно ладење и радијаторот со воздушно ладење со директно заби е релативно голема, што има големо влијание врз капацитетот за ладење на радијаторот.
(3) Природниот радијатор со воздушно ладење има најдобро растојание со перки, што може да се добие со експеримент или теоретска пресметка.
(4) Поради силниот капацитет за ладење на радијаторот со воздушно ладење со лопата-заб, може да се користи во електронска опрема со висока локална густина на топлински флукс.
Извор: Машинска и електротехнолошка технологија Том 50 број 06
Автори: Sun Yuanbang, Li Feng, Wei Zhiyu, Kong Lijun, Wang Bo, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
одрекување
Горенаведената содржина доаѓа од информации од јавен карактер на Интернет и се користи само за комуникација и учење во индустријата.Статијата е независно мислење на авторот и не ја претставува позицијата на DONGXU HYDRAULICS.Доколку има проблеми со содржината на делото, авторските права итн., ве молиме контактирајте не во рок од 30 дена од објавувањето на овој напис, а ние веднаш ќе ја избришеме релевантната содржина.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.има три подружници:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., иГуангдонг Bokade Radiator Material Co., Ltd.
Холдинг компанијата наFoshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Ningbo Fenghua бр. 3 Фабрика за хидраулични делови, итн.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.
&Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd.
MAIL: Jaemo@fsdxyy.com
ВЕБ: www.dxhydraulics.com
WHATSAPP/SKYPE/TEL/WECHAT: +86 139-2992-3909
ДОДАЈ: Фабричка зграда 5, област C3, индустриска база Xingguangyuan, Yanjiang South Road, Luocun Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong, China 528226
& бр. 7 Xingye Road, Zhuxi индустриска концентрациона зона, Zhoutie Town, Yixing City, Jiangsu Province, Кина
Време на објавување: Мар-27-2023