حساب المقاومة الحرارية لمحات المشتت الحراري لسبائك الألومنيوم الصناعية

تعتبر المقاومة الحرارية معلمة مهمة لتقييم أداء أحواض حرارية الألمنيوم الصناعية عالية الطاقة. ما هي المقاومة الحرارية؟ شرح ويكيبيديا أعلاه هو: تشير المقاومة الحرارية إلى النسبة بين اختلاف درجة الحرارة عند طرفي الجسم وقوة مصدر الحرارة عند انتقال الحرارة إلى الجسم.

 

بأخذ ملامح المشتت الحراري المبردة بالهواء الصناعية ZP HEAT SINK ومنتجات أخرى كأمثلة ، تشير المقاومة الحرارية إلى مقاومة الواجهة نفسها لتدفق الحرارة عندما تمر الحرارة عبر الواجهة بين المشتت الحراري ذي الأسنان المغلقة ومصدر الحرارة والحرارة حوض. تسمى المعاوقة الحرارية. السبب الرئيسي للمقاومة الحرارية للتلامس هو أن سطح التلامس الناعم على ما يبدو بين مصدر الحرارة والمشتت الحراري مغطى بكثافة بعدد كبير من الفجوات التي يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر ، والهواء داخل الفجوات يشبه الأحجار الضخمة في نهر. يؤثر سد مسار التدفق الحراري على قدرة نقل الحرارة للمادة الموصلة حراريًا.

عادةً ما تكون الطريقة لتقليل المقاومة الحرارية للمواد الموصلة للحرارة هي الضغط بحيث تملأ صفيحة هلام السيليكا منخفضة الصلابة الموصلة للحرارة الفجوة بين سطحي التلامس ، ثم تقلل وقت تدفق الحرارة عن طريق تقليل سمك صفيحة هلام السيليكا ، وأخيراً يزيد من منطقة التلامس لتحقيق تبديد الحرارة. غرض. من الممكن أيضًا تقليل تأثير المقاومة الحرارية على نقل الحرارة باستخدام صفائح سيليكون موصلة حراريًا ذات موصلية حرارية عالية.

صيغة حساب المقاومة الحرارية لملفات المشتت الحراري الصناعية المبردة بالهواء هي: Rsa=(Tj-Ta) / PC-Rjc-Rcs؛ صيغة حساب المقاومة الحرارية للمشتتات الحرارية الجانبية هي Rzo=Rth plus Rthk ، وتشمل المعلمات المتضمنة في الصيغة: هناك خمس معلمات: Tj و Ta و Pc و Rjc و Rcs. من الضروري توفير قيم هذه المعلمات الخمسة لحساب القيمة المحددة للمقاومة الحرارية بدقة. تشرح هذه المقالة معنى هذه المعلمات الخمس بالتفصيل.

المعامل صيغة حساب المقاومة الحرارية بالوعة الحرارة المبردة بالهواء تعني:
Rja: المقاومة الحرارية الكلية ، الوحدة: درجة / واط ؛
Rjc: المقاومة الحرارية الداخلية للجهاز ، الوحدة: درجة / واط ؛
Rcs: المقاومة الحرارية للواجهة بين الجهاز وواجهة المشتت الحراري ، الوحدة: درجة / واط
Rsa: المقاومة الحرارية بالوعة الحرارة ، الوحدة: درجة / واط ؛
Tj: درجة حرارة الوصلة الداخلية لجهاز مصدر الحرارة ، درجة ؛
Tc: درجة حرارة سطح جهاز مصدر الحرارة ، درجة ؛
Ts: درجة حرارة المشتت الحراري ، الوحدة: درجة ؛
Ta: درجة الحرارة المحيطة ، الوحدة: درجة ؛
الكمبيوتر: الطاقة التي يستخدمها الجهاز ، الوحدة: W.

 

عند تبريد الهواء ، ستتغير قيمة المقاومة الحرارية مع درجة حرارة الهواء ، والرطوبة ، وضغط الهواء. تم تعيين الظروف المناخية لأجهزة أشباه الموصلات المتكاملة عالية الطاقة على النحو التالي: ضغط جوي واحد ، 40 درجة ، ورطوبة نسبية لا تزيد عن 90 بالمائة. القيمة الثابتة لمعدل تدفق الهواء أقل بكثير من سرعة الصوت ، مثل أقل من 7 م / ث ، وتدفق الهواء في حالة مستقرة ، مثل المشتت الحراري يتكون من عدة ألواح معدنية ، وحرارته ترتبط مجموعة نقل الحرارة فقط بمساحة السطح الإجمالية للمشتت الحراري A ، والهواء ، وهي مرتبطة بطول L للوحة المسطحة في اتجاه التدفق ، وسرعة الرياح لنا (سرعة تدفق الهواء) ومعامل نقل الحرارة K من الهواء.

مقاومة انتقال الحرارة بين المشتت الحراري والهواء: Rthk =1 / 1.16 hA (درجة / واط) ، حيث A هي منطقة المشتت الحراري.

تم اقتراح سلسلة من الصيغ لنقل الحرارة بالحمل القسري المضطرب (المبرد بالهواء) للألواح المسطحة.

المقاومة الحرارية بالوعة الحرارة Rsa=(Tj-Ta) / صيغة Pc-Ric-Rcs: Rsa (المقاومة الحرارية بالوعة الحرارة) هي الأساس الرئيسي لاختيار المشتت الحراري. Tj و Rjc هي المعلمات التي يوفرها جهاز مصدر الحرارة ، و Pc هي المعلمة التي يتطلبها التصميم ، ويمكن البحث عن RC من الكتب الاحترافية للتصميم الحراري ، أو Rcs=سمك مادة الاتصال المقطعي / (جهة الاتصال المنطقة X الموصلية الحرارية للمواد الملامسة).

صيغة حساب المقاومة الحرارية للمشتت الحراري للألمنيوم الصناعي
صيغة الحساب: Rzo (إجمالي المقاومة الحرارية)=Rth (انتقال الحرارة الصلبة في المشتت الحراري) بالإضافة إلى Rthk (المقاومة الحرارية لنقل الحرارة بين المشتت الحراري والهواء)
Ks هي الموصلية الحرارية للمادة المعدنية بالوعة الحرارة. عند 20 درجة ، ألومنيوم نقي: KS =175. 6 كيلو كالوري / ساعة
نحن هي سرعة الهواء للمشتت الحراري بوحدة m / s

بالنسبة للمشتتات الحرارية للألمنيوم ، فإن المعلمات Ks و b و n و S كلها ثوابت. يمكن استخدام هذه الصيغة لحساب المقاومة الحرارية الكلية تحت ظروف الأطوال المختلفة L وسرعات الرياح المختلفة لنا ، ويمكن عمل المنحنيات المقابلة.