Bu makale esas olarak elektronik ekipmanın termal tasarımına ilişkin temel bilgileri tanıtmaktadır ve termal analiz yapmak veya elektronik ısı dağıtımı konusunda nitelikli bir tasarımcı olmak istiyorlarsa termal tasarımcıların bu temel bilgilere aşina olması gerekir. Sadece tasarımcı, ekipmanın çalışma moduna ve ısı üretimi miktarına göre, ısı iletiminin temel bilgisine hakim olup, endüstriyel saha ekipmanının ısı iletimi ihtiyaçlarını karşılamak için endüstriyel saha ısı iletimi soğutma moduna uygun bir veya birkaç tane tasarlayabilir.
Anahtar Kelimeler
Isı transfer modu
kütle korunumu denklemi
Isıtma cihazının ısı dağılımının tasarım yöntemi ve prosedürü
Doğal soğutma
Zorunlu havalandırma soğutma
Doğrudan sıvı soğutma
Dolaylı sıvı soğutma plakası
Makale içeriği
Termodinamiğin ikinci yasası, ısının yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru her zaman kendiliğinden ve geri döndürülemez olduğunu, yani sıcaklık farkı olduğu sürece ısının yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa kendiliğinden aktarılacağını ve ısı alışverişini oluşturacağını belirtir. Isı transferinin üç modu vardır: iletim, konveksiyon ve radyasyon. Tek başına olabileceği gibi aynı anda iki veya üç biçimde de ortaya çıkabilirler.
Akışkan hareketinde kütlenin korunumu, belirli bir uzaydan geçen akışkanın toplam kütlesinin sabit kalması ve herhangi bir akış probleminin kütlenin korunumu yasasını karşılaması gerektiği anlamına gelir. Kontrol gövdesinin süreklilik denklemi:
Momentumun korunumu yasası doğadaki en önemli ve evrensel korunum yasalarından biridir. Hem makroskobik nesneler hem de mikroskobik parçacıklar için geçerlidir. Hem düşük hızda hareket eden nesneler hem de yüksek hızda hareket eden nesneler için uygundur. Hem muhafazakar hem de muhafazakar olmayan sistemler için geçerlidir. Momentumun korunumu yasası, herhangi bir akış sistemi de dahil olmak üzere herhangi bir hareketli sistemin, dış kuvvetlere maruz kalmadığında uyması gereken temel bir yasadır. Bu denklem şu şekilde yorumlanabilir: Bir kontrol gövdesindeki bir sıvıya etki eden bileşke kuvvet, birim zaman başına kontrol gövdesinden çıkan momentumun kümülatif miktarı eksi birim zaman başına kontrol gövdesine giren momentum artı kontroldeki sıvının momentumuna eşittir. birim zaman başına vücut. Kontrol cismi için momentum denklemi:
Isı dağıtımı ve iletiminin tasarımı, ekipman güvenilirliği tasarımının önemli bir yönüdür. Elektrik ısıya sahip olduğu sürece elektronik ekipman ısı kaynağıdır, üretilen ısı güç dağılımına eşittir. Harcanan güç (ısıtma gücü) termal tasarımın temelidir ve deneysel ve teorik hesaplamalarla belirlenebilir. Genel olarak, güvenlik faktörünü, muhafazakar değeri artırın, daha yükseğe uygun. Termal tasarım genellikle en ağır koşullar altında tasarlanmıştır: en yüksek ortam sıcaklığı ve maksimum ısı dağıtımı. Genel olarak, elektronik ekipmanın ısı dağıtımı ve iletiminin tasarımı aşağıdaki hususlara ve adımlara uygun olmalıdır:
（1)Isıtma cihazının ısı yayılım alanını, radyatörün ortam sıcaklığı sınır aralığını veya çevredeki hava ortamını belirleyin;
（2) Konvektif yoğunluğu ve ısının dağılma modunu belirleyin;
（3) Birkaç önemli ısıtma bileşeni üzerinde stres analizi yapın, bunların izin verilen maksimum sıcaklıklarını ve güç tüketimini belirleyin ve sıcaklık ilişkisi altında arıza oranlarını analiz edin;
（4) Isıtma cihazının ve tüm ekipmanın kurulum yöntemine göre termal yoğunluğu hesaplayın;
（5) Yüzeyin maksimum çalışma sıcaklığı, cihazın dahili termal direnci tarafından belirlenir;
（6) Cihaz ile nihai ısı dağıtım yüzeyi arasındaki toplam termal bariyer değerini hesaplayın;
（7) Isı üretimi ölçümüne ve diğer faktörlere göre termal bariyeri hesaplayın ve dağıtın ve ısı iletim modunu ve soğutma modunu belirlemek için değerlendirin.
Yerleştirilmiş doğal soğutma, ısı yayılımı, konveksiyon ve radyasyon ısı transferinin tek bir eylemidir veya ikiden fazla ısı transferi biçiminin birleşimidir; avantajları yüksek güvenilirlik, düşük maliyettir. Doğal soğutma, dış ortamdan büyük ölçüde etkilenir ve iletim yolunda ısı iletiminin önünde kolay engeller bulunur, bu da ısı iletim direncini arttırır, böylece hava ısı transferinin iletim hızını ve havanın akış dozunu azaltır. Dolayısıyla ekipman dışındaki ortamdan müdahale olması durumunda bu soğutma yöntemi nispeten basit, verimli, uygun maliyetli bir soğutma yöntemidir. Fanlar veya transfer pompaları gibi soğutucu transfer ekipmanı gerektirmez ve ekipman bileşenlerinin aşınması veya arızasından kaynaklanan sistem güvenilirliği sorunlarını önler. Bu nedenle doğal soğutma yöntemleri tercih edilmelidir.
Cebri hava soğutmasında, yüksek güç yoğun entegre elektronik ekipman ve daha fazla ısıya dayanamayan doğal rüzgar soğutma ekipmanı daha çok kullanılır, çünkü doğal soğutmadaki havadan daha yüksek konvektif hıza ve daha büyük akışa sahiptir ve diğer birçok Cebri soğutma modunun ısı iletim modu karşılaştırıldığında, bu soğutma modu basit yapı, düşük maliyet, kolay bakım avantajlarına sahiptir.
Direkt sıvı soğutma dediğimiz, ekipmanın elektronik bileşenlerinin ısıtıcı kısmının, ısı alışverişi için soğutucu ile doğrudan temas halinde olmasıdır. Isıtma bileşenleri, üretilen ısıyı soğutucuya aktarır, böylece ısı azalır ve soğutucunun sıcaklığı artar ve ardından fazla ısı soğutucu tarafından kaybolur. Bu soğutma yöntemi, yüksek termal yoğunluğa veya elektronik bileşenlerin yüksek entegrasyon yoğunluğuna sahip ekipmanlar için uygundur. Soğutma yöntemi, ısıtma bileşenlerinin ve soğutucunun yüksek özelliklerine ihtiyaç duyar. Soğutma sıvısı, elektronik ekipmanın çalışma sıcaklığında yüksek kaynama noktası, ayrışmama, buharlaşmama ve diğer özelliklerin gereksinimlerini karşılamalı ve ayrıca soğutucunun ekipmanın işlevini etkilememesi gereksinimini de karşılamalıdır.
Yaygın olarak dolaylı sıvı soğutma olarak bilinen dolaylı sıvı soğutma, soğutucunun ısıtma elektronik bileşenleriyle doğrudan temas etmemesini, ancak harici ekipman taban plakası ve ısıtma bileşenlerinin diğer ara modülleri aracılığıyla ısı üretimi ısısını dolaylı soğutucuya temas ettirmesi anlamına gelir. , dolaylı soğutma amacına ulaşmak için soğutma sıvısı ısındıktan sonra ve daha sonra soğutucu kaybının yüzeyinden geçer. Dolaylı sıvı soğutma sisteminin tasarımı, termal temas direncini mümkün olduğu kadar azaltmak için esas olarak ısıtma kaynağı ile ara ortam arasında iyi bir termal iletim yolu gerektirir. Bu yöntemde, soğutucu elektronik bileşenlerle doğrudan temas etmez, bu da elektronik ekipmanın kirliliğini azaltabilir ve soğutucu gereksinimi doğrudan soğutma sıvısından daha yüksektir ve bakımı basittir.
