astratt
Bil-mira tar-rekwiżiti tad-dissipazzjoni tas-sħana ta 'apparati ta' enerġija elettronika tal-qawwa, it-teknoloġija tal-iskambju tas-sħana ta 'radjaturi mkessħa bl-arja għat-tkessiħ tagħhom ġiet studjata fil-fond.Skont il-karatteristiċi strutturali u r-rekwiżiti tekniċi tar-radjatur imkessaħ bl-arja għat-tkessiħ tal-apparat tal-enerġija, jitwettqu t-testijiet tal-prestazzjoni termali tar-radjatur imkessaħ bl-arja bi strutturi differenti, u s-softwer tal-kalkolu tas-simulazzjoni jintuża għall-verifika awżiljarja.Fl-aħħarnett, taħt l-istess riżultati tat-test ta 'żieda fit-temperatura, tqabblu l-karatteristiċi ta' radjaturi mkessħa bl-arja bi strutturi differenti f'termini ta 'telf ta' pressjoni, dissipazzjoni tas-sħana għal kull unità ta 'volum, u uniformità tat-temperatura tal-uċuħ tal-immuntar tal-apparat tal-enerġija.Ir-riżultati tar-riċerka jipprovdu referenza għad-disinn ta 'radjaturi strutturali simili mkessħa bl-arja.
Kliem ewlieni:radjatur;tkessiħ bl-arja;prestazzjoni termali;densità tal-fluss tas-sħana
0 Daħla
Bl-iżvilupp xjentifiku tax-xjenza u t-teknoloġija tal-elettronika tal-enerġija, l-applikazzjoni tal-apparat tal-enerġija tal-elettronika tal-enerġija hija aktar estensiva.Dak li jiddetermina l-ħajja tas-servizz u l-prestazzjoni tal-apparat elettroniku huwa l-prestazzjoni tal-apparat innifsu, u t-temperatura operattiva tal-apparat elettroniku, jiġifieri, il-kapaċità tat-trasferiment tas-sħana tar-radjatur użat biex tinħela s-sħana mill-apparat elettroniku.Fil-preżent, f'tagħmir elettroniku ta 'l-enerġija b'densità tal-fluss tas-sħana inqas minn 4 W/cm2, jintużaw ħafna mis-sistemi ta' tkessiħ imkessħa bl-arja.sink tas-sħana.
Zhang Liangjuan et al.uża FloTHERM biex iwettaq simulazzjoni termali ta 'moduli mkessħa bl-arja, u vverifika l-affidabilità tar-riżultati tas-simulazzjoni b'riżultati tat-test sperimentali, u ttestja l-prestazzjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana ta' diversi pjanċi kesħin fl-istess ħin.
Yang Jingshan għażel tliet radjaturi tipiċi mkessħa bl-arja (jiġifieri, radjaturi tal-pinen dritti, radjaturi tal-kanal rettangolari mimlija bil-fowm tal-metall, u radjaturi tal-pinen radjali) bħala oġġetti ta 'riċerka, u uża softwer CFD biex itejjeb il-kapaċità tat-trasferiment tas-sħana tar-radjaturi.U ottimizza l-prestazzjoni komprensiva tal-fluss u t-trasferiment tas-sħana.
Wang Changchang u oħrajn użaw is-softwer ta 'simulazzjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana FLoTHERM biex jissimulaw u jikkalkulaw il-prestazzjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana tar-radjatur imkessaħ bl-arja, flimkien mad-dejta sperimentali għal analiżi komparattiva, u studjaw l-influwenza ta' parametri bħall-veloċità tar-riħ li jkessaħ, id-densità tas-snien u għoli fuq il-prestazzjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana tar-radjatur imkessaħ bl-arja.
Shao Qiang et al.analizza fil-qosor il-volum tal-arja ta' referenza meħtieġ għat-tkessiħ tal-arja sfurzat billi ħa radjatur b'pinen rettangolari bħala eżempju;ibbażat fuq il-forma strutturali tar-radjatur u l-prinċipji tal-mekkanika tal-fluwidu, il-formula ta 'stima tar-reżistenza tar-riħ tal-kanal ta' l-arja li jkessaħ ġiet derivata;flimkien ma 'analiżi qasira tal-kurva karatteristika PQ tal-fann, il-punt tax-xogħol attwali u l-volum tal-arja tal-ventilazzjoni tal-fann jistgħu jinkisbu malajr.
Pan Shujie għażel ir-radjatur imkessaħ bl-arja għar-riċerka, u spjega fil-qosor il-passi tal-kalkolu tad-dissipazzjoni tas-sħana, l-għażla tar-radjatur, il-kalkolu tad-dissipazzjoni tas-sħana mkessħa bl-arja u l-għażla tal-fann fid-disinn tad-dissipazzjoni tas-sħana, u temm id-disinn sempliċi tar-radjatur imkessaħ bl-arja.Bl-użu ta 'softwer ta' simulazzjoni termali ICEPAK, Liu Wei et al.wettaq analiżi komparattiva ta 'żewġ metodi ta' disinn ta 'tnaqqis tal-piż għar-radjaturi (żieda fl-ispazjar tal-pinen u tnaqqis tal-għoli tal-pinen).Dan id-dokument jintroduċi l-istruttura u l-prestazzjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana ta 'radjaturi mkessħa bl-arja tal-profil, spade tooth u plate-fin rispettivament.
1 Struttura tar-radjatur imkessaħ bl-arja
1.1 Radjaturi mkessħa bl-arja użati b'mod komuni
Ir-radjatur komuni mkessaħ bl-arja huwa ffurmat mill-ipproċessar tal-metall, u l-arja li tkessaħ tgħaddi mir-radjatur biex tinħela s-sħana tal-apparat elettroniku għall-ambjent atmosferiku.Fost materjali tal-metall komuni, il-fidda għandha l-ogħla konduttività termali ta '420 W/m * K, iżda hija għalja;
Il-konduttività termali tar-ram hija 383 W/m· K, li hija relattivament qrib il-livell tal-fidda, iżda t-teknoloġija tal-ipproċessar hija kkumplikata, l-ispiża hija għolja u l-piż huwa relattivament tqil;
Il-konduttività termali tal-liga tal-aluminju 6063 hija 201 W/m· K. Huwa rħis, għandu karatteristiċi ta 'proċessar tajbin, trattament tal-wiċċ faċli, u prestazzjoni ta' spiża għolja.
Għalhekk, il-materjal tar-radjaturi attwali mkessħa bl-arja mainstream ġeneralment juża din il-liga tal-aluminju.Figura 1 turi żewġ sinkijiet tas-sħana komuni mkessħa bl-arja.Metodi ta' pproċessar tar-radjatur imkessaħ bl-arja li jintużaw b'mod komuni jinkludu prinċipalment dawn li ġejjin:
(1) Tpinġija u formazzjoni ta 'liga ta' l-aluminju, iż-żona tat-trasferiment tas-sħana għal kull volum ta 'unità tista' tilħaq madwar 300 m2/m3, u l-metodi ta 'tkessiħ huma tkessiħ naturali u tkessiħ ta' ventilazzjoni sfurzata;
(2) Is-sink tas-sħana u s-sottostrat huma intarzjati flimkien, u s-sink tas-sħana u s-sottostrat jistgħu jiġu konnessi permezz ta 'l-irbattar, it-twaħħil tar-reżina epoxy, l-iwweldjar tal-ibbrejżjar, l-issaldjar u proċessi oħra.Barra minn hekk, il-materjal tas-sottostrat jista 'jkun ukoll liga tar-ram.Iż-żona tat-trasferiment tas-sħana għal kull volum ta 'unità tista' tilħaq madwar 500 m2/m3, u l-metodi ta 'tkessiħ huma tkessiħ naturali u tkessiħ ta' ventilazzjoni sfurzata;
(3) Snien tal-pala li jiffurmaw, dan it-tip ta 'radjatur jista' jelimina r-reżistenza termali bejn is-sink tas-sħana u s-sottostrat, id-distanza bejn is-sink tas-sħana tista 'tkun inqas minn 1.0 mm, u l-erja tat-trasferiment tas-sħana għal kull volum ta' unità tista 'tilħaq madwar 2 500 m2/m3.Il-metodu tal-ipproċessar huwa muri fil-Figura 2, u l-metodu tat-tkessiħ huwa tkessiħ bl-arja sfurzata.
Fig. 1. Sink tas-sħana mkessaħ bl-arja użat b'mod komuni
Fig. 2. Metodu ta 'proċessar ta' radjatur imkessaħ bl-arja tas-snien tal-pala
1.2 Radjatur imkessaħ bl-arja tal-plate-fin
Ir-radjatur imkessaħ bl-arja tal-platt-fin huwa tip ta 'radjatur imkessaħ bl-arja pproċessat mill-ibbrejżjar ta' partijiet multipli.Huwa magħmul prinċipalment minn tliet partijiet bħal sink tas-sħana, pjanċa tal-kustilja u pjanċa tal-bażi.L-istruttura tiegħu hija murija fil-Figura 3. Ix-xewk li jkessħu jistgħu jadottaw xewk ċatti, xewk korrugati, xewk imqassma u strutturi oħra.Meta wieħed iqis il-proċess tal-iwweldjar tal-kustilji, 3 serje materjali tal-aluminju jintgħażlu għall-kustilji, sinkijiet tas-sħana u bażijiet biex jiżguraw il-weldjabbiltà tar-radjatur imkessaħ bl-arja tal-plate-fin.Iż-żona tat-trasferiment tas-sħana għal kull unità ta 'volum tar-radjatur imkessaħ bl-arja tal-plate-fin tista' tilħaq madwar 650 m2/m3, u l-metodi ta 'tkessiħ huma tkessiħ naturali u tkessiħ ta' ventilazzjoni sfurzata.
Fig. 3. Radjatur imkessaħ bl-arja tal-plate-fin
2 Prestazzjoni termali ta 'diversi radiatorsv imkessħa bl-arja
2.1Komunement użati radjaturi mkessħa bl-arja profil
2.1.1 Dissipazzjoni tas-sħana naturali
Radjaturi mkessħa bl-arja użati b'mod komuni prinċipalment ikessħu apparati elettroniċi permezz ta 'tkessiħ naturali, u l-prestazzjoni tagħhom tad-dissipazzjoni tas-sħana tiddependi prinċipalment fuq il-ħxuna tax-xewk tad-dissipazzjoni tas-sħana, iż-żift tax-xewk, l-għoli tax-xewk, u t-tul tax-xewk tad-dissipazzjoni tas-sħana. tul id-direzzjoni tal-fluss tal-arja li jkessaħ.Għad-dissipazzjoni tas-sħana naturali, iktar ma tkun kbira l-erja effettiva tad-dissipazzjoni tas-sħana, aħjar.L-aktar mod dirett huwa li tnaqqas l-ispazjar tax-xewk u żżid in-numru ta 'xewk, iżda d-distakk bejn ix-xewk huwa żgħir biżżejjed biex jaffettwa s-saff tal-konfini tal-konvezzjoni naturali.Ladarba s-saffi tal-konfini tal-ħitan tal-ġewnaħ li jmissu magħhom jikkonverġu, il-veloċità tal-arja bejn ix-xewk tinżel drastikament, u l-effett tad-dissipazzjoni tas-sħana se jinżel ukoll drastikament.Permezz tal-kalkolu tas-simulazzjoni u l-iskoperta tat-test tal-prestazzjoni termali tar-radjatur imkessaħ bl-arja, meta t-tul tal-ġewnaħ tad-dissipazzjoni tas-sħana huwa 100 mm u d-densità tal-fluss tas-sħana hija 0.1 W/ċm2, l-effett tad-dissipazzjoni tas-sħana ta 'spazjar tal-ġewnaħ differenti huwa muri fil-Figura 4. L-aħjar distanza tal-film hija ta' madwar 8.0 mm.Jekk it-tul tax-xewk tat-tkessiħ jiżdied, l-ispazjar ottimali tax-xewk isir akbar.
Fig.4.Relazzjoni bejn it-temperatura tas-sottostrat u l-ispazjar tal-ġewnaħ
2.1.2 Tkessiħ bil-konvezzjoni sfurzata
Il-parametri strutturali tar-radjatur imkessaħ bl-arja korrugat huma għoli tal-pinen 98 mm, tul tal-pinen 400 mm, ħxuna tal-pinen 4 mm, spazjar tal-pinen 4 mm, u veloċità ta 'head-on ta' l-arja li tkessaħ 8 m/s.Radjatur imkessaħ bl-arja korrugat b'densità tal-fluss tas-sħana ta' 2.38 W/ċm2kien soġġett għal test ta 'żieda fit-temperatura.Ir-riżultati tat-test juru li ż-żieda fit-temperatura tar-radjatur hija 45 K, it-telf tal-pressjoni tal-arja li tkessaħ huwa 110 Pa, u d-dissipazzjoni tas-sħana għal kull unità ta 'volum hija 245 kW/m3.Barra minn hekk, l-uniformità tal-wiċċ tal-immuntar tal-komponent tal-enerġija hija fqira, u d-differenza fit-temperatura tagħha tilħaq madwar 10 °C.Fil-preżent, biex issolvi din il-problema, il-pajpijiet tas-sħana tar-ram huma ġeneralment midfuna fuq il-wiċċ tal-installazzjoni tar-radjatur imkessaħ bl-arja, sabiex l-uniformità tat-temperatura tal-wiċċ tal-installazzjoni tal-komponent tal-enerġija tista 'titjieb b'mod sinifikanti fid-direzzjoni tat-tqegħid tal-pajp tas-sħana, u l-effett mhuwiex ovvju fid-direzzjoni vertikali.Jekk it-teknoloġija tal-kamra tal-fwar tintuża fis-sottostrat, l-uniformità ġenerali tat-temperatura tal-wiċċ tal-immuntar tal-komponent tal-qawwa tista 'tiġi kkontrollata fi żmien 3 °C, u ż-żieda fit-temperatura tas-sink tas-sħana tista' wkoll titnaqqas sa ċertu punt.Din il-biċċa tat-test tista' titnaqqas b'madwar 3 °C.
Bl-użu ta 'softwer ta' kalkolu ta 'simulazzjoni termali, taħt l-istess kundizzjonijiet esterni, titwettaq il-kalkolu ta' simulazzjoni ta 'snien dritti u xewk tat-tkessiħ korrugati, u r-riżultati huma murija fil-Figura 5. It-temperatura tal-wiċċ tal-immuntar tal-apparat tal-enerġija bi tkessiħ b'snien dritti xewk huwa 153.5 °C, u dak tax-xewk tat-tkessiħ korrugati huwa 133.5 °C.Għalhekk, il-kapaċità tat-tkessiħ tar-radjatur imkessaħ bl-arja korrugat hija aħjar minn dik tar-radjatur imkessaħ bl-arja b'snien dritti, iżda l-uniformità tat-temperatura tal-korpi tal-pinen tat-tnejn hija relattivament fqira, li għandha impatt akbar fuq il-prestazzjoni tat-tkessiħ tar-radjatur.
Fig.5.Qasam tat-temperatura tax-xewk dritti u korrugati
2.2 Radjatur imkessaħ bl-arja tal-plate-fin
Il-parametri strutturali tar-radjatur imkessaħ bl-arja plate-fin huma kif ġej: l-għoli tal-parti tal-ventilazzjoni huwa 100 mm, it-tul tax-xewk huwa 240 mm, l-ispazjar bejn ix-xewk huwa 4 mm, il-veloċità tal-fluss head-on ta 'l-arja li tkessaħ hija 8 m/s, u d-densità tal-fluss tas-sħana hija 4.81 W/ċm2.Iż-żieda fit-temperatura hija 45 ° C, it-telf tal-pressjoni tal-arja li tkessaħ huwa 460 Pa, u d-dissipazzjoni tas-sħana għal kull unità ta 'volum hija 374 kW/m3.Meta mqabbel mar-radjatur imkessaħ bl-arja korrugat, il-kapaċità tad-dissipazzjoni tas-sħana għal kull volum ta 'unità tiżdied bi 52.7%, iżda t-telf tal-pressjoni tal-arja huwa wkoll akbar.
2.3 Radjatur imkessaħ bl-arja tas-snien tal-pala
Sabiex tifhem il-prestazzjoni termali tar-radjatur tas-snien tal-pala tal-aluminju, l-għoli tal-pinen huwa 15 mm, it-tul tal-pinen huwa 150 mm, il-ħxuna tal-pinen hija 1 mm, l-ispazjar tal-pinen huwa 1 mm, u l-arja tat-tkessiħ fuq quddiem veloċità hija 5.4 m/s.Radjatur imkessaħ bl-arja bis-snien tal-pala b'densità tal-fluss tas-sħana ta' 2.7 W/ċm2kien soġġett għal test ta 'żieda fit-temperatura.Ir-riżultati tat-test juru li t-temperatura tal-wiċċ tal-immuntar tal-element tal-qawwa tar-radjatur hija 74.2°C, iż-żieda fit-temperatura tar-radjatur hija 44.8K, it-telf tal-pressjoni tal-arja tat-tkessiħ huwa 460 Pa, u d-dissipazzjoni tas-sħana għal kull unità ta 'volum tilħaq 4570 kW/m3.
3 Konklużjoni
Permezz tar-riżultati tat-test ta 'hawn fuq, jistgħu jittieħdu l-konklużjonijiet li ġejjin.
(1) Il-kapaċità tat-tkessiħ tar-radjatur imkessaħ bl-arja hija magħżula skond l-għoli u l-baxx: radjatur imkessaħ bl-arja tas-snien tal-pala, radjatur imkessaħ bl-arja bil-platt-fin, radjatur imkessaħ bl-arja korrugat, u radjatur imkessaħ bl-arja b'snien dritti.
(2) Id-differenza fit-temperatura bejn ix-xewk fir-radjatur imkessaħ bl-arja korrugat u r-radjatur imkessaħ bl-arja b'snien dritti hija relattivament kbira, li għandha impatt kbir fuq il-kapaċità tat-tkessiħ tar-radjatur.
(3) Ir-radjatur naturali mkessaħ bl-arja għandu l-aħjar spazjar tal-ġewnaħ, li jista 'jinkiseb b'esperiment jew kalkolu teoretiku.
(4) Minħabba l-kapaċità qawwija ta 'tkessiħ tar-radjatur imkessaħ bl-arja tas-snien tal-pala, jista' jintuża f'tagħmir elettroniku b'densità għolja ta 'fluss tas-sħana lokali.
Sors: Volum 50 tat-Teknoloġija tal-Inġinerija Mekkanika u Elettrika Ħarġa 06
Awturi: Sun Yuanbang, Li Feng, Wei Zhiyu, Kong Lijun, Wang Bo, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
ċaħda
Il-kontenut ta' hawn fuq ġej minn informazzjoni pubblika fuq l-Internet u jintuża biss għall-komunikazzjoni u t-tagħlim fl-industrija.L-artiklu huwa l-opinjoni indipendenti tal-awtur u ma jirrappreżentax il-pożizzjoni ta 'DONGXU HYDRAULICS.Jekk ikun hemm problemi bil-kontenut tax-xogħol, id-drittijiet tal-awtur, eċċ., jekk jogħġbok ikkuntattjana fi żmien 30 jum mill-pubblikazzjoni ta 'dan l-artikolu, u aħna nħassru l-kontenut rilevanti immedjatament.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.għandha tliet sussidjarji:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., uGuangdong Bokade Radiator Material Co., Ltd.
Il-kumpanija holding ta'Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Ningbo Fenghua Nru 3 Fabbrika tal-Partijiet idrawliċi, eċċ.
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
ADD: Fabbrika Bini 5, Żona C3, Xingguangyuan Industry Base, Yanjiang South Road, Luocun Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, Ċina 528226
& Nru 7 Xingye Road, Zhuxi Industrial Concentration Zone, Zhoutie Town, Yixing City, Jiangsu Province, Ċina
Ħin tal-post: Mar-27-2023