abstrakte
Duke synuar kërkesat e shpërndarjes së nxehtësisë së pajisjeve elektronike të energjisë elektrike, është studiuar në thellësi teknologjia e shkëmbimit të nxehtësisë së radiatorëve me ftohje me ajër për ftohjen e tyre.Sipas karakteristikave strukturore dhe kërkesave teknike të radiatorit të ftohur me ajër për ftohjen e pajisjes me energji elektrike, kryhen testet e performancës termike të radiatorit me ftohur me ajër me struktura të ndryshme dhe përdoret softueri i llogaritjes së simulimit për verifikimin ndihmës.Më në fund, nën të njëjtat rezultate të testit të rritjes së temperaturës, u krahasuan karakteristikat e radiatorëve të ftohur me ajër me struktura të ndryshme për sa i përket humbjes së presionit, shpërndarjes së nxehtësisë për njësi vëllimi dhe uniformitetit të temperaturës së sipërfaqeve të montimit të pajisjes së energjisë.Rezultatet e hulumtimit ofrojnë një referencë për projektimin e radiatorëve të ngjashëm strukturorë të ftohur me ajër.
Fjalë kyçe:radiator;ftohja e ajrit;performanca termike;dendësia e fluksit të nxehtësisë
0 Parathënie
Me zhvillimin shkencor të shkencës dhe teknologjisë së elektronikës së energjisë, aplikimi i pajisjeve të fuqisë elektronike të energjisë është më i gjerë.Ajo që përcakton jetën e shërbimit dhe performancën e pajisjeve elektronike është performanca e vetë pajisjes dhe temperatura e funksionimit të pajisjes elektronike, domethënë kapaciteti i transferimit të nxehtësisë së radiatorit që përdoret për të shpërndarë nxehtësinë nga pajisja elektronike.Aktualisht, në pajisjet elektronike të energjisë me një densitet të fluksit të nxehtësisë më të vogël se 4 W/cm2, përdoren shumica e sistemeve të ftohjes me ajër.lavaman nxehtësie.
Zhang Liangjuan etj.përdori FloTHERM për të kryer simulimin termik të moduleve të ftohjes me ajër dhe verifikoi besueshmërinë e rezultateve të simulimit me rezultatet e testeve eksperimentale dhe testoi performancën e shpërndarjes së nxehtësisë së pllakave të ndryshme të ftohta në të njëjtën kohë.
Yang Jingshan zgjodhi tre radiatorë tipikë me ftohje me ajër (d.m.th., radiatorë me fije të drejtë, radiatorë me kanal drejtkëndor të mbushur me shkumë metalike dhe radiatorë me fije radiale) si objekte kërkimore dhe përdori softuerin CFD për të rritur kapacitetin e transferimit të nxehtësisë së radiatorëve.Dhe optimizoni performancën gjithëpërfshirëse të rrjedhës dhe transferimit të nxehtësisë.
Wang Changchang dhe të tjerët përdorën softuerin e simulimit të shpërndarjes së nxehtësisë FLoTHERM për të simuluar dhe llogaritur performancën e shpërndarjes së nxehtësisë së radiatorit të ftohur me ajër, të kombinuara me të dhënat eksperimentale për analizën krahasuese dhe studiuan ndikimin e parametrave të tillë si shpejtësia e erës ftohëse, dendësia e dhëmbëve dhe lartësia në performancën e shpërndarjes së nxehtësisë së radiatorit të ftohur me ajër.
Shao Qiang etj.analizoi shkurtimisht vëllimin e ajrit referues të nevojshëm për ftohjen e detyruar të ajrit duke marrë si shembull një radiator me pendë drejtkëndëshe;bazuar në formën strukturore të radiatorit dhe parimet e mekanikës së lëngjeve, u nxor formula e vlerësimit të rezistencës ndaj erës së kanalit të ajrit ftohës;kombinuar me një analizë të shkurtër të kurbës karakteristike PQ të ventilatorit, pika aktuale e punës dhe vëllimi i ajrit të ventilimit të ventilatorit mund të merren shpejt.
Pan Shujie zgjodhi radiatorin e ftohur me ajër për kërkime dhe shpjegoi shkurtimisht hapat e llogaritjes së shpërndarjes së nxehtësisë, zgjedhjen e radiatorit, llogaritjen e shpërndarjes së nxehtësisë me ftohur me ajër dhe zgjedhjen e ventilatorit në dizajnin e shpërndarjes së nxehtësisë dhe përfundoi dizajnin e thjeshtë të radiatorit me ftohur me ajër.Duke përdorur softuerin e simulimit termik ICEPAK, Liu Wei et al.kreu një analizë krahasuese të dy metodave të projektimit të reduktimit të peshës për radiatorët (rritja e hapësirës së fineve dhe zvogëlimi i lartësisë së pendës).Ky punim prezanton strukturën dhe performancën e shpërndarjes së nxehtësisë së radiatorëve me ftohje me ajër të profilit, dhëmbit të shpinës dhe pllakës përkatësisht.
1 Struktura e radiatorit të ftohur me ajër
1.1 Radiatorë të përdorur zakonisht me ftohje me ajër
Radiatori i zakonshëm i ftohur me ajër formohet nga përpunimi i metaleve dhe ajri ftohës rrjedh nëpër radiator për të shpërndarë nxehtësinë e pajisjes elektronike në mjedisin atmosferik.Ndër materialet e zakonshme metalike, argjendi ka përçueshmërinë termike më të lartë prej 420 W/m*K, por është i shtrenjtë;
Përçueshmëria termike e bakrit është 383 W/m· K, që është relativisht afër nivelit të argjendit, por teknologjia e përpunimit është e ndërlikuar, kostoja është e lartë dhe pesha relativisht e rëndë;
Përçueshmëria termike e aliazhit të aluminit 6063 është 201 W/m· K. Është i lirë, ka karakteristika të mira përpunimi, trajtim të lehtë sipërfaqësor dhe performancë me kosto të lartë.
Prandaj, materiali i radiatorëve aktualë me ftohje me ajër në përgjithësi përdor këtë aliazh alumini.Figura 1 tregon dy ngrohës të zakonshëm të ftohjes me ajër.Metodat e përdorura zakonisht të përpunimit të radiatorëve me ftohje me ajër përfshijnë kryesisht sa vijon:
(1) Vizatimi dhe formimi i aliazhit të aluminit, zona e transferimit të nxehtësisë për njësi vëllimi mund të arrijë rreth 300 m2/m3, dhe metodat e ftohjes janë ftohja natyrale dhe ftohja me ventilim të detyruar;
(2) Lavamani i nxehtësisë dhe nënshtresa janë të veshura së bashku, dhe lavamani i nxehtësisë dhe nënshtresa mund të lidhen me thumba, lidhje me rrëshirë epokside, saldim me brum, saldim dhe procese të tjera.Përveç kësaj, materiali i nënshtresës mund të jetë edhe aliazh bakri.Sipërfaqja e transferimit të nxehtësisë për njësi vëllimi mund të arrijë rreth 500 m2/m3, dhe metodat e ftohjes janë ftohja natyrale dhe ftohja me ventilim të detyruar;
(3) Formimi i dhëmbëve të lopatës, ky lloj radiatori mund të eliminojë rezistencën termike midis lavamanit të nxehtësisë dhe nënshtresës, distanca midis lavamanit të nxehtësisë mund të jetë më pak se 1.0 mm dhe zona e transferimit të nxehtësisë për njësi vëllimi mund të arrijë rreth 2 500 m2/m3.Metoda e përpunimit është paraqitur në figurën 2, dhe metoda e ftohjes është ftohja e detyruar me ajër.
Fig. 1. Nxehtësia e përdorur zakonisht e ftohur me ajër
Fig. 2. Metoda e përpunimit të radiatorit të ftohur me ajër të dhëmbëve të lopatës
1.2 Radiator me pjatë të ftohur me ajër
Radiatori me ftohje me pjatë është një lloj radiatori i ftohur me ajër i përpunuar nga brazimi i pjesëve të shumta.Ai përbëhet kryesisht nga tre pjesë të tilla si lavaman i nxehtësisë, pllaka me brinjë dhe pllaka bazë.Struktura e tij është paraqitur në Figurën 3. Pendat ftohëse mund të adoptojnë pendë të sheshta, pendë të valëzuara, pendë të lëkundura dhe struktura të tjera.Duke marrë parasysh procesin e saldimit të brinjëve, janë përzgjedhur materiale alumini me 3 seri për brinjët, ftohësit dhe bazat për të siguruar saldueshmërinë e radiatorit me pllakë të ftohur me ajër.Sipërfaqja e transferimit të nxehtësisë për njësi vëllimi të radiatorit me pllakë të ftohur me ajër mund të arrijë rreth 650 m2/m3, dhe metodat e ftohjes janë ftohja natyrale dhe ftohja me ventilim të detyruar.
Fig. 3. Radiator me pllakë të ftohur me ajër
2 Performanca termike e radiatorëve të ndryshëm me ftohje me ajërv
2.1Zakonisht radiatorë të përdorur me profil të ftohur me ajër
2.1.1 Shpërndarja natyrore e nxehtësisë
Radiatorët e përdorur zakonisht me ftohje me ajër kryesisht ftohin pajisjet elektronike me ftohje natyrale, dhe performanca e tyre e shpërndarjes së nxehtësisë varet kryesisht nga trashësia e finave të shpërndarjes së nxehtësisë, hapi i pendëve, lartësia e finave dhe gjatësia e finave të shpërndarjes së nxehtësisë. përgjatë drejtimit të rrjedhës së ajrit ftohës.Për shpërndarjen natyrale të nxehtësisë, sa më e madhe të jetë zona efektive e shpërndarjes së nxehtësisë, aq më mirë.Mënyra më e drejtpërdrejtë është zvogëlimi i hapësirës së pendëve dhe rritja e numrit të pendëve, por hendeku midis pendëve është mjaft i vogël për të ndikuar në shtresën kufitare të konvekcionit natyror.Sapo shtresat kufitare të mureve të kraharorit ngjitur të konvergojnë, shpejtësia e ajrit midis fineve do të bjerë ndjeshëm dhe efekti i shpërndarjes së nxehtësisë gjithashtu do të bjerë ndjeshëm.Nëpërmjet llogaritjes simuluese dhe zbulimit të testit të performancës termike të radiatorit të ftohur me ajër, kur gjatësia e skajit të shpërndarjes së nxehtësisë është 100 mm dhe densiteti i fluksit të nxehtësisë është 0,1 W/cm2, efekti i shpërndarjes së nxehtësisë së hapësirave të ndryshme të fineve është paraqitur në Figurën 4. Distanca më e mirë e filmit është rreth 8.0 mm.Nëse gjatësia e krahëve të ftohjes rritet, hapësira optimale e krahëve do të bëhet më e madhe.
Fig.4.Marrëdhënia ndërmjet temperaturës së nënshtresës dhe hapësirës së fineve
2.1.2 Ftohje me konveksion të detyruar
Parametrat strukturorë të radiatorit të valëzuar me ftohje me ajër janë lartësia e fineve 98 mm, gjatësia e fineve 400 mm, trashësia e fineve 4 mm, hapësira e skajit 4 mm dhe shpejtësia e ajrit ftohës kokë-mbi 8 m/s.Një radiator i valëzuar i ftohur me ajër me një densitet të fluksit të nxehtësisë prej 2,38 W/cm2iu nënshtrua testit të rritjes së temperaturës.Rezultatet e provës tregojnë se rritja e temperaturës së radiatorit është 45 K, humbja e presionit të ajrit ftohës është 110 Pa, dhe shpërndarja e nxehtësisë për njësi vëllimi është 245 kW/m3.Për më tepër, uniformiteti i sipërfaqes së montimit të komponentit të energjisë është i dobët dhe diferenca e temperaturës së saj arrin rreth 10 °C.Aktualisht, për të zgjidhur këtë problem, tubat e nxehtësisë prej bakri zakonisht varrosen në sipërfaqen e instalimit të radiatorit të ftohur me ajër, në mënyrë që uniformiteti i temperaturës së sipërfaqes së instalimit të komponentit të energjisë të mund të përmirësohet ndjeshëm në drejtim të vendosjes së tubit të nxehtësisë, dhe efekti nuk është i dukshëm në drejtimin vertikal.Nëse në nënshtresë përdoret teknologjia e dhomës së avullit, uniformiteti i përgjithshëm i temperaturës së sipërfaqes së montimit të komponentit të energjisë mund të kontrollohet brenda 3 °C dhe rritja e temperaturës së lavamanit të nxehtësisë gjithashtu mund të reduktohet në një masë të caktuar.Kjo pjesë e provës mund të reduktohet me rreth 3 °C.
Duke përdorur softuerin e llogaritjes së simulimit termik, në të njëjtat kushte të jashtme, kryhet llogaritja simuluese e dhëmbëve të drejtë dhe fletëve ftohëse të valëzuara dhe rezultatet janë paraqitur në figurën 5. Temperatura e sipërfaqes së montimit të pajisjes elektrike me ftohje me dhëmbë të drejtë fins është 153,5 °C, dhe ajo e fins valëzuar ftohës është 133,5 °C.Prandaj, kapaciteti ftohës i radiatorit të valëzuar me ftohje me ajër është më i mirë se ai i radiatorit me ftohje me dhëmbë të drejtë, por uniformiteti i temperaturës së trupave të fijeve të të dyve është relativisht i dobët, gjë që ka një ndikim më të madh në performancën e ftohjes të radiatorit.
Fig.5.Fusha e temperaturës së pendëve të drejta dhe të valëzuara
2.2 Radiator me pllakë të ftohur me ajër
Parametrat strukturorë të radiatorit me ftohje me ajër me pllakë janë si më poshtë: lartësia e pjesës së ventilimit është 100 mm, gjatësia e fineve është 240 mm, distanca midis pendëve është 4 mm, shpejtësia e rrjedhës së kokës. e ajrit ftohës është 8 m/s, dhe dendësia e fluksit të nxehtësisë është 4,81 W/cm2.Rritja e temperaturës është 45°C, humbja e presionit të ajrit të ftohjes është 460 Pa dhe shpërndarja e nxehtësisë për njësi vëllimi është 374 kW/m3.Krahasuar me radiatorin e valëzuar të ftohur me ajër, kapaciteti i shpërndarjes së nxehtësisë për njësi vëllimi është rritur me 52.7%, por humbja e presionit të ajrit është gjithashtu më e madhe.
2.3 Radiator i ftohur me ajër të dhëmbëve të lopatës
Për të kuptuar performancën termike të radiatorit lopatë-dhëmb alumini, lartësia e fineve është 15 mm, gjatësia e finit është 150 mm, trashësia e finit është 1 mm, hapësira e fineve është 1 mm dhe ajri ftohës kokë më kokë Shpejtësia është 5.4 m/s.Një radiator i ftohur me ajër me dhëmbë lopatë me një densitet të fluksit të nxehtësisë prej 2,7 W/cm2iu nënshtrua testit të rritjes së temperaturës.Rezultatet e provës tregojnë se temperatura e sipërfaqes së montimit të elementit të fuqisë së radiatorit është 74,2°C, rritja e temperaturës së radiatorit është 44,8 K, humbja e presionit të ajrit ftohës është 460 Pa dhe shpërndarja e nxehtësisë për njësi vëllimi arrin 4570 kW/m3.
3 Përfundim
Nëpërmjet rezultateve të testit të mësipërm, mund të nxirren përfundimet e mëposhtme.
(1) Kapaciteti ftohës i radiatorit të ftohur me ajër ndahet sipas niveleve të larta dhe të ulëta: radiator me ftohje me dhëmbë lopatë, radiator me ftohje me pllakë, radiator i valëzuar i ftohur me ajër dhe radiator me ftohje me dhëmbë të drejtë.
(2) Diferenca e temperaturës midis pendëve në radiatorin e valëzuar të ftohur me ajër dhe radiatorin e ftohur me ajër me dhëmbë të drejtë është relativisht i madh, gjë që ka një ndikim të madh në kapacitetin ftohës të radiatorit.
(3) Radiatori natyral i ftohur me ajër ka hapësirën më të mirë të fijeve, e cila mund të merret me eksperiment ose llogaritje teorike.
(4) Për shkak të kapacitetit të fortë ftohës të radiatorit të ftohur me ajër me dhëmbë lopatë, ai mund të përdoret në pajisjet elektronike me densitet të lartë të fluksit të nxehtësisë lokale.
Burimi: Teknologjia e Inxhinierisë Mekanike dhe Elektrike Vëllimi 50 Numri 06
Autorë: Sun Yuanbang, Li Feng, Wei Zhiyu, Kong Lijun, Wang Bo, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
mohim
Përmbajtja e mësipërme vjen nga informacioni publik në internet dhe përdoret vetëm për komunikim dhe mësim në industri.Artikulli është mendim i pavarur i autorit dhe nuk përfaqëson pozicionin e DONGXU HYDRAULICS.Nëse ka probleme me përmbajtjen e veprës, të drejtat e autorit etj., ju lutemi na kontaktoni brenda 30 ditëve nga publikimi i këtij artikulli dhe ne do ta fshijmë menjëherë përmbajtjen përkatëse.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.ka tre filiale:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., dheGuangdong Bokade Radiator Material Co., Ltd.
Shoqëria Holding eFoshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Fabrika e pjesëve hidraulike Ningbo Fenghua nr. 3, etj.
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
SHTO: Ndërtesa e Fabrikës 5, Zona C3, Baza e Industrisë Xingguangyuan, Rruga Jugore Yanjiang, Rruga Luocun, Distrikti Nanhai, Qyteti Foshan, Provinca Guangdong, Kinë 528226
& Nr. 7 Rruga Xingye, Zona e Përqendrimit Industrial Zhuxi, qyteti Zhoutie, qyteti Yixing, Provinca Jiangsu, Kinë
Koha e postimit: Mar-27-2023