апстрактан
У циљу задовољења захтева за расипање топлоте енергетских електронских енергетских уређаја, детаљно је проучавана технологија размене топлоте ваздушно хлађених радијатора за њихово хлађење.Према структурним карактеристикама и техничким захтевима ваздушно хлађеног радијатора за хлађење енергетских уређаја, врше се испитивања топлотних перформанси ваздушно хлађених радијатора различитих структура, а за помоћну верификацију користи се софтвер за симулацију прорачуна.Коначно, у оквиру истих резултата испитивања пораста температуре, упоређене су карактеристике ваздушно хлађених радијатора различите структуре у смислу губитка притиска, дисипације топлоте по јединици запремине и температурне униформности монтажних површина енергетских уређаја.Резултати истраживања дају референцу за пројектовање сличних структурних ваздушно хлађених радијатора.
Кључне речи:радијатор;ваздушно хлађење;термичке перформансе;густина топлотног флукса
0 Предговор
Са научним развојем науке и технологије енергетске електронике, примена енергетских уређаја енергетске електронике је све обимнија.Оно што одређује радни век и перформансе електронских уређаја су перформансе самог уређаја, и радна температура електронског уређаја, односно капацитет преноса топлоте радијатора који се користи за одвођење топлоте из електронског уређаја.Тренутно се у енергетској електронској опреми са густином топлотног флукса мањом од 4 В/цм2 користи већина расхладних система са ваздушним хлађењем.топлотни издув.
Зханг Лиангјуан и др.користио ФлоТХЕРМ да спроведе термичку симулацију ваздушно хлађених модула и верификовао је поузданост резултата симулације са експерименталним резултатима испитивања, и истовремено тестирао перформансе одвођења топлоте различитих хладних плоча.
Јанг Јингсхан је одабрао три типична ваздушно хлађена радијатора (односно, радијаторе са равним ребрима, правоугаоне каналне радијаторе пуњене металном пеном и радијаторе са радијаторима) као истраживачке објекте и користио ЦФД софтвер да побољша капацитет преноса топлоте радијатора.И оптимизујте свеобухватне перформансе протока и преноса топлоте.
Ванг Чангчанг и други су користили софтвер за симулацију топлотне дисипације ФЛоТХЕРМ да симулирају и израчунају перформансе одвођења топлоте ваздушно хлађеног радијатора, у комбинацији са експерименталним подацима за упоредну анализу, и проучавали су утицај параметара као што су брзина ветра за хлађење, густина зубаца и висина на перформансе одвођења топлоте ваздушно хлађеног радијатора.
Схао Кианг и др.укратко анализирао референтну запремину ваздуха потребну за принудно ваздушно хлађење узимајући за пример правоугаони ребрасти радијатор;на основу конструктивног облика радијатора и принципа механике флуида, изведена је формула за процену отпора ветра расхладног ваздушног канала;у комбинацији са кратком анализом ПК карактеристичне криве вентилатора, могу се брзо добити стварна радна тачка и запремина вентилационог ваздуха вентилатора.
Пан Схујие је одабрао радијатор са ваздушним хлађењем за истраживање и укратко објаснио кораке прорачуна расипање топлоте, избор радијатора, прорачун расипање топлоте са ваздушним хлађењем и избор вентилатора у дизајну одвођења топлоте, и завршио једноставан дизајн ваздушно хлађеног радијатора.Користећи софтвер за термичку симулацију ИЦЕПАК, Лиу Веи ет ал.спровео упоредну анализу две методе пројектовања смањења тежине радијатора (повећање размака ребара и смањење висине ребара).Овај рад представља структуру и перформансе одвођења топлоте ваздушно хлађених радијатора са профилом, лопатастим зубима и плочастим перајима.
1 Ваздушно хлађена конструкција радијатора
1.1 Уобичајени радијатори са ваздушним хлађењем
Уобичајени радијатор са ваздушним хлађењем се формира обрадом метала, а ваздух за хлађење тече кроз радијатор како би распршио топлоту електронског уређаја у атмосферско окружење.Међу уобичајеним металним материјалима, сребро има највећу топлотну проводљивост од 420 В/м*К, али је скупо;
Топлотна проводљивост бакра је 383 В/м· К, што је релативно близу нивоа сребра, али је технологија обраде компликована, цена је висока и тежина је релативно велика;
Топлотна проводљивост легуре алуминијума 6063 је 201 В/м·К. Јефтина је, има добре карактеристике обраде, лаку површинску обраду и високе перформансе.
Стога, материјал тренутних главних радијатора са ваздушним хлађењем углавном користи ову легуру алуминијума.Слика 1 приказује два уобичајена хладњака са ваздушним хлађењем.Обично коришћене методе обраде радијатора са ваздушним хлађењем углавном укључују следеће:
(1) Цртање и обликовање алуминијумске легуре, површина преноса топлоте по јединици запремине може досећи око 300 м2/m3, а методе хлађења су природно хлађење и хлађење принудном вентилацијом;
(2) Хладњак и подлога су уметнути заједно, а хладњак и подлога могу бити повезани закивањем, везивањем епоксидне смоле, заваривањем лемљења, лемљењем и другим процесима.Поред тога, материјал подлоге може бити и легура бакра.Површина преноса топлоте по јединици запремине може достићи око 500 м2/м3, а методе хлађења су природно хлађење и хлађење присилном вентилацијом;
(3) Формирање зуба лопате, ова врста радијатора може елиминисати топлотни отпор између хладњака и подлоге, растојање између хладњака може бити мање од 1,0 мм, а површина преноса топлоте по јединици запремине може достићи око 2 500 м2/m3.Начин обраде је приказан на слици 2, а начин хлађења је принудно хлађење ваздухом.
Слика 1. Уобичајени хладњак са ваздушним хлађењем
Слика 2. Метода обраде ваздушно хлађеног радијатора са лопатастим зубом
1.2 Ваздушно хлађени радијатор са плочастим перајем
Ваздушно хлађени радијатор са плочастим перајима је врста ваздушно хлађеног радијатора који се обрађује лемљењем више делова.Углавном се састоји од три дела као што су хладњак, ребраста плоча и основна плоча.Његова структура је приказана на слици 3. Расхладна ребра могу имати равна ребра, валовита ребра, распоређена ребра и друге структуре.Узимајући у обзир процес заваривања ребара, алуминијумски материјали серије 3 су одабрани за ребра, хладњаке и основе како би се обезбедила заварљивост радијатора са лимом и лимом.Површина преноса топлоте по јединици запремине плочастог радијатора са ваздушним хлађењем може да достигне око 650 м2/м3, а методе хлађења су природно хлађење и принудно вентилационо хлађење.
3. Ваздушно хлађени радијатор са плочастим перајем
2 Топлотне перформансе различитих ваздушно хлађених радијаторасв
2.1Уобичајено коришћени профилни радијатори са ваздушним хлађењем
2.1.1 Природна дисипација топлоте
Обично коришћени ваздушно хлађени радијатори углавном хладе електронске уређаје природним хлађењем, а њихов учинак одвођења топлоте углавном зависи од дебљине ребара за расипање топлоте, нагиба ребара, висине ребара и дужине ребара за расипање топлоте дуж правца струјања расхладног ваздуха.За природну дисипацију топлоте, што је већа ефективна површина дисипације топлоте, то боље.Најдиректнији начин је смањење размака пераја и повећање броја ребара, али је размак између ребара довољно мали да утиче на гранични слој природне конвекције.Када се гранични слојеви суседних зидова ребара конвергирају, брзина ваздуха између ребара ће нагло пасти, а ефекат дисипације топлоте ће такође нагло пасти.Кроз прорачун симулације и тест детекције топлотних перформанси ваздушно хлађеног радијатора, када је дужина ребра за дисипацију топлоте 100 мм и густина топлотног флукса 0,1 В/цм2, ефекат дисипације топлоте различитог размака ребара је приказан на слици 4. Најбоља раздаљина филма је око 8,0 мм.Ако се дужина расхладних ребара повећа, оптимални размак ребара ће постати већи.
Фиг.4.Однос између температуре подлоге и размака пераја
2.1.2 Хлађење принудном конвекцијом
Конструктивни параметри валовитог ваздушно хлађеног радијатора су висина ребра 98 мм, дужина ребра 400 мм, дебљина ребра 4 мм, размак ребара 4 мм и брзина расхладног ваздуха 8 м/с.Ребрасти радијатор са ваздушним хлађењем са густином топлотног флукса од 2,38 В/цм2је подвргнут тесту пораста температуре.Резултати испитивања показују да је пораст температуре радијатора 45 К, губитак притиска расхладног ваздуха 110 Па, а расипање топлоте по јединици запремине износи 245 кВ/м3.Поред тога, уједначеност површине за монтажу компоненти напајања је лоша, а њена температурна разлика достиже око 10 °Ц.Тренутно, да би се решио овај проблем, бакарне топлотне цеви се обично закопавају на инсталационој површини ваздушно хлађеног радијатора, тако да се уједначеност температуре површине уградње енергетске компоненте може значајно побољшати у правцу полагања топлотних цеви, и ефекат није очигледан у вертикалном правцу.Ако се технологија парне коморе користи у подлози, укупна уједначеност температуре површине за монтажу компоненти напајања може се контролисати унутар 3 °Ц, а пораст температуре хладњака такође се може смањити до одређене мере.Овај тест комад се може смањити за око 3 °Ц.
Коришћењем софтвера за прорачун термичке симулације, под истим спољним условима, врши се симулациони прорачун равних зупчастих и валовитих расхладних ребара, а резултати су приказани на слици 5. Температура монтажне површине енергетског уређаја са правозубним хлађењем. ребра је 153,5 °Ц, а ребра за хлађење је 133,5 °Ц.Због тога је капацитет хлађења валовитог радијатора са ваздушним хлађењем бољи него код радијатора са ваздушним хлађењем са равним зупцима, али је уједначеност температуре тела ребара ова два релативно лоша, што има већи утицај на перформансе хлађења. радијатора.
Фиг.5.Температурно поље равних и валовитих пераја
2.2 Ваздушно хлађени радијатор са плочастим перајем
Структурни параметри плочастог радијатора са ваздушним хлађењем су следећи: висина вентилационог дела је 100 мм, дужина ребара је 240 мм, размак између ребара је 4 мм, брзина протока расхладног ваздуха је 8 м/с, а густина топлотног флукса је 4,81 В/цм2.Пораст температуре је 45°Ц, губитак притиска расхладног ваздуха је 460 Па, а расипање топлоте по јединици запремине је 374 кВ/м3.У поређењу са валовитим радијатором са ваздушним хлађењем, капацитет дисипације топлоте по јединици запремине је повећан за 52,7%, али је и губитак притиска ваздуха већи.
2.3 Зупчасти радијатор са ваздушним хлађењем
Да бисмо разумели термичке перформансе алуминијумског радијатора са лопатом, висина ребра је 15 мм, дужина ребра је 150 мм, дебљина пераја је 1 мм, размак између ребара је 1 мм, а расхладни ваздух је фронтални. брзина је 5,4 м/с.Ваздушно хлађени радијатор са лопатастим зубом са густином топлотног флукса од 2,7 В/цм2је подвргнут тесту пораста температуре.Резултати испитивања показују да је температура монтажне површине радијатора 74,2°Ц, пораст температуре радијатора 44,8К, губитак притиска расхладног ваздуха 460 Па, а расипање топлоте по јединици запремине достиже 4570 кВ/м3.
3 Закључак
На основу горе наведених резултата испитивања, могу се извући следећи закључци.
(1) Капацитет хлађења ваздушно хлађеног радијатора је сортиран по високом и ниском: радијатор са ваздушним хлађењем са лопатастим зубима, радијатор са ваздушним хлађењем са плочастим перајима, радијатор са валовитим ваздушним хлађењем и радијатор са ваздушним хлађењем са равним зупцима.
(2) Температурна разлика између ребара у валовитом радијатору са ваздушним хлађењем и радијатору са ваздушним хлађењем са равним зубима је релативно велика, што има велики утицај на капацитет хлађења радијатора.
(3) Природни радијатор са ваздушним хлађењем има најбољи размак пераја, који се може добити експериментом или теоријским прорачуном.
(4) Због снажног капацитета хлађења ваздушно хлађеног радијатора са лопатастим зубом, може се користити у електронској опреми са високом локалном густином топлотног флукса.
Извор: Технологија машинства и електротехнике Свеска 50 Број 06
Аутори: Сун Иуанбанг, Ли Фенг, Веи Зхииу, Конг Лијун, Ванг Бо, ЦРРЦ Далиан Лоцомотиве Ресеарцх Институте Цо., Лтд.
одрицање од одговорности
Горе наведени садржај долази из јавних информација на Интернету и користи се само за комуникацију и учење у индустрији.Чланак је независно мишљење аутора и не представља став ДОНГКСУ ХИДРАУЛИЦС.Ако постоје проблеми са садржајем дела, ауторским правима итд., контактирајте нас у року од 30 дана од објављивања овог чланка и ми ћемо одмах избрисати релевантни садржај.
Фосхан Нанхаи Донгку Хидраулиц Мацхинери Цо., Лтд.има три подружнице:Јиангсу Хелике Флуид Тецхнологи Цо., Лтд., Гуангдонг Каидун Флуид Трансмиссион Цо., Лтд., иГуангдонг Бокаде Радиатор Материал Цо., Лтд.
Холдинг компанија офФосхан Нанхаи Донгку Хидраулиц Мацхинери Цо., Лтд.: Фабрика хидрауличних делова Нингбо Фенгхуа бр., итд.
Фосхан Нанхаи Донгку Хидраулиц Мацхинери Цо., Лтд.
&Јиангсу Хелике Флуид Тецхнологи Цо., Лтд.
MAIL: Jaemo@fsdxyy.com
ВЕБ: ввв.дкхидраулицс.цом
ВХАТСАПП/СКИПЕ/ТЕЛ/ВЕЦХАТ: +86 139-2992-3909
ДОДАЈ: Зграда фабрике 5, област Ц3, индустријска база Ксинггуангиуан, јужни пут Јањианг, улица Луоцун, округ Нанхаи, град Фошан, провинција Гуангдонг, Кина 528226
& бр. 7 Ксингие Роад, Зхуки индустријска зона концентрације, Зхоутие Товн, Иикинг Цити, провинција Јиангсу, Кина
Време поста: 27.03.2023