Kuinka mukautetut jäähdytyslevyt toimivat?
Jul 05, 2022| Kuinka mukautetut jäähdytyslevyt toimivat?
Jäähdytyselementit ovat komponentteja, jotka lisäävät lämmön virtausta pois lämpölaitteista. Se tekee tämän lisäämällä laitteen työpinta-alaa ja koko pinta-alalla virtaavan kryogeenisen nesteen määrää. Jokaisen laitteen kokoonpanosta riippuen löysimme erilaisia jäähdytysmalleja, malleja ja ominaisuuksia. Näet suoran evän jäähdytyselementin tämän artikkelin yläreunassa olevassa kuvassa, kun taas näet avoimen evän jäähdytyselementin alla olevassa kuvassa. Jokainen jäähdytyselementti on arvokas sovelluksissa, joissa seuraavat vaihtelut ovat mahdollisia:
Kuinka mukautetut jäähdytyslevyt toimivat?
Jäähdytyselementit toimivat poistamalla lämpöä kriittisistä komponenteista. Lähes kaikki jäähdytyslevyt suorittavat tämän tehtävän neljän perusvaiheen kautta:
1. Lämmönlähde tuottaa lämpöä. Lämmönlähde voi olla mikä tahansa järjestelmä, joka tuottaa lämpöä ja joka on poistettava toimiakseen kunnolla, kuten:
2. Lämpö siirtyy lähteestä. Lämpöputket voivat myös auttaa tässä prosessissa, mutta käsittelemme nämä komponentit erikseen. Suorassa kosketuksessa jäähdytyselementin kanssa lämpö siirtyy jäähdytyselementtiin luonnollisen johtumisen kautta ja kulkeutuu pois lämmönlähteestä. Jäähdytyselementin materiaalin lämmönjohtavuus vaikuttaa suoraan tähän prosessiin. Tästä syystä jäähdytyselementtien rakentamisessa yleisimpiä materiaaleja ovat korkean lämmönjohtavuuden omaavat materiaalit, kuten kupari ja alumiini.
3. Lämpö jakautuu mukautettujen jäähdytyslevyjen kautta. Lämpö kulkee luonnollisesti jäähdytyselementin läpi luonnollisesti johtuen, ja korkean tai alhaisen lämpötilan ympäristöissä lämpö kulkee koko lämpögradientin läpi. Tämä tarkoittaa, että jäähdytyselementin lämpöprofiili ei ole yhtenäinen. Sellaisenaan jäähdytyselementti lämpenee tyypillisesti lähdettä kohti ja viileämpää jäähdytyselementin päätä kohti.
4. Lämpö poistetaan mukautetuista jäähdytyselementeistä. Tämä prosessi riippuu jäähdytyslevyn ja sen käyttönesteen lämpötilagradientista, yleensä ilmasta tai johtamattomasta nesteestä. Työneste kulkee lämpimän Custom Heat Sinks -pinnan läpi siirtäen lämpöä pinnalta ympäröivään ympäristöön lämpödiffuusiolla ja konvektiolla. Tämä vaihe perustuu jälleen lämpötilagradienttiin lämmön haihduttamiseksi jäähdytyselementistä. Siksi, jos ympäristön lämpötila ei ole alhaisempi kuin jäähdytyselementti, konvektiota ja sitä seuraavaa lämmön haihtumista ei tapahdu. Tämän vaiheen aikana myös jäähdytyslevyn kokonaispinta-ala tulee edulliseksi. Suuri pinta-ala tarjoaa enemmän tilaa lämmön diffuusiolle ja konvektiolle.
Aktiiviset ja passiiviset mukautetut jäähdytyselementit
Jäähdytyselementtejä käytetään usein aktiivisissa, passiivisissa tai hybridikokoonpanoissa.