وصف وضع تبديد الحرارة لوحدة الطاقة

هناك ثلاث طرق لتبديد الحرارة لوحدات الطاقة: الحمل الحراري والتوصيل والإشعاع. في التطبيقات العملية ، يستخدم معظمهم الحمل الحراري كطريقة رئيسية لتبديد الحرارة. إذا كان التصميم مناسبًا ، إلى جانب طريقتين لتبديد الحرارة للتوصيل والإشعاع ، فسيتم تعظيم التأثير. ومع ذلك ، إذا كان التصميم غير لائق ، فسوف يتسبب في آثار ضارة. لذلك ، عند تصميم وحدة طاقة ، أصبح تصميم نظام تبديد الحرارة رابطًا مهمًا.

1. طريقة التبريد بالحمل الحراري

يشير تبديد الحرارة بالحمل الحراري إلى انتقال الحرارة عبر الهواء المتوسط ​​السائل لتحقيق تأثير تبديد الحرارة. إنها طريقة تبديد الحرارة الشائعة لدينا. تنقسم طرق الحمل الحراري عمومًا إلى نوعين ، الحمل القسري والحمل الطبيعي. يشير الحمل القسري إلى انتقال الحرارة من سطح جسم التسخين إلى الهواء المتدفق ، ويشير الحمل الحراري الطبيعي إلى انتقال الحرارة من سطح جسم التسخين إلى الهواء المحيط عند درجة حرارة منخفضة. مزايا استخدام الحمل الحراري الطبيعي هي سهولة التنفيذ ، والتكلفة المنخفضة ، وعدم الحاجة إلى مروحة تبريد خارجية ، والموثوقية العالية. من أجل أن يصل الحمل الحراري القسري إلى درجة حرارة الركيزة للاستخدام العادي ، فإنه يتطلب حوضًا حراريًا أكبر ويشغل مساحة.

انتبه إلى تصميم المبرد الحراري الطبيعي. إذا كان للرادياتير الأفقي تأثير تبديد حراري ضعيف ، فيجب زيادة مساحة المبرد بشكل مناسب أو إجبارها على تبديد الحرارة عند تركيبها أفقيًا.

2. طريقة التوصيل تبديد الحرارة

عندما تكون وحدة الطاقة قيد الاستخدام ، يجب نقل الحرارة على الركيزة إلى سطح تبديد الحرارة البعيد من خلال عنصر موصل الحرارة ، بحيث تكون درجة حرارة الركيزة مساوية لمجموع درجة حرارة تبديد الحرارة السطح ، وارتفاع درجة حرارة العنصر الموصل للحرارة ، وارتفاع درجة حرارة سطحَي التلامس. بهذه الطريقة ، يمكن أن تتطاير الطاقة الحرارية في مساحة فعالة لضمان عمل المكونات بشكل طبيعي. المقاومة الحرارية لعنصر حراري تتناسب طرديا مع الطول وتتناسب عكسيا مع مساحة المقطع العرضي والتوصيل الحراري. إذا لم يتم أخذ مساحة التركيب والتكلفة في الاعتبار ، فيجب استخدام المبرد ذي المقاومة الحرارية الأقل. نظرًا لانخفاض درجة حرارة الركيزة لمصدر الطاقة قليلاً ، سيتم تحسين متوسط ​​الوقت بين حالات الفشل بشكل كبير ، وسيتم تحسين استقرار مصدر الطاقة ، وستكون مدة الخدمة أطول.

تعتبر درجة الحرارة عاملاً مهمًا يؤثر على أداء مزود الطاقة ، لذلك عند اختيار المبرد ، يجب التركيز على مواد التصنيع الخاصة به. في التطبيقات العملية ، يتم إجراء الحرارة الناتجة عن الوحدة من الركيزة إلى المشتت الحراري أو عنصر التوصيل الحراري. ومع ذلك ، سيكون هناك اختلاف في درجة الحرارة على سطح التلامس بين ركيزة الطاقة وعنصر توصيل الحرارة ، ويجب التحكم في هذا الاختلاف في درجة الحرارة. يجب أن تكون درجة حرارة الركيزة عبارة عن مجموع ارتفاع درجة حرارة سطح التلامس ودرجة حرارة عنصر توصيل الحرارة. إذا لم يتم التحكم فيه ، فسيكون ارتفاع درجة حرارة سطح التلامس مهمًا بشكل خاص. لذلك ، يجب أن تكون مساحة سطح التلامس كبيرة قدر الإمكان ، ويجب أن تكون نعومة سطح التلامس في حدود 5 مل ، أي في حدود 0.005 بوصة.

من أجل القضاء على تفاوت السطح ، يجب ملء سطح التلامس بغراء موصل حراري أو وسادة حرارية. بعد اتخاذ الإجراءات المناسبة ، يمكن تقليل المقاومة الحرارية لسطح التلامس إلى أقل من 0.1 درجة مئوية / واط. يمكن تقليل ارتفاع درجة الحرارة فقط عن طريق تقليل تبديد الحرارة والمقاومة الحرارية أو استهلاك الطاقة. يرتبط الحد الأقصى لطاقة الخرج لمصدر الطاقة بدرجة حرارة بيئة التطبيق. تشمل المعلمات المؤثرة بشكل عام: فقد الطاقة ، المقاومة الحرارية ودرجة حرارة علبة مصدر الطاقة القصوى. سيكون لإمدادات الطاقة ذات الكفاءة العالية وتبديد الحرارة الأفضل ارتفاعًا أقل في درجة الحرارة ، ودرجة الحرارة الصالحة للاستخدام سيكون لها هامش عند خرج الطاقة المقنن. سيكون لمصادر الطاقة ذات الكفاءة الأقل أو التبديد الضعيف للحرارة ارتفاعًا أعلى في درجة الحرارة لأنها تتطلب تبريدًا بالهواء أو تحتاج إلى الاستغناء عن استخدامها.

3. طريقة تبديد الحرارة الإشعاعية

تبديد الحرارة الإشعاعي هو النقل الإشعاعي المتتالي للحرارة الذي يحدث عندما تواجه واجهتان بدرجات حرارة مختلفة بعضهما البعض. يعتمد تأثير الإشعاع على درجة حرارة جسم واحد على العديد من العوامل ، مثل اختلاف درجة حرارة المكونات المختلفة ، والجزء الخارجي من المكونات ، وموضع المكونات والمسافة بينها. في التطبيقات العملية ، يصعب تحديد هذه العوامل كميًا ، وبالاقتران مع تأثير البيئة المحيطة&تبادل الطاقة المشعة ، من الصعب حساب التأثيرات الفوضوية للإشعاع على درجة الحرارة.

في التطبيقات العملية ، من المستحيل لمزود الطاقة أن يستخدم تبديد الحرارة الإشعاعي وحده ، لأن هذه الطريقة عمومًا يمكنها فقط تبديد 10٪ أو أقل من إجمالي الحرارة. عادة ما يتم استخدامه كوسيلة مساعدة لطريقة تبديد الحرارة الرئيسية ولا يتم أخذها في الاعتبار بشكل عام في التصميم الحراري. تأثيره على درجة الحرارة. في حالة عمل مصدر الطاقة ، تكون درجة حرارته أعلى بشكل عام من درجة حرارة البيئة الخارجية ، ويساعد نقل الإشعاع على تبديد الحرارة الكلي. ومع ذلك ، في ظل ظروف خاصة ، فإن مصادر الحرارة بالقرب من مصدر الطاقة ، مثل المقاومات عالية الطاقة ، ولوحات الجهاز ، وما إلى ذلك ، سيؤدي إشعاع هذه الكائنات إلى ارتفاع درجة حرارة وحدة إمداد الطاقة.