Didėjant galios įrangos integracijai, sudėtingumui ir intelektui, komponentų skaičius nuolat didėja, o komponentų galios tankis taip pat žymiai gerėja.
Kai radiatoriaus šilumos srauto tankis viršija 0.1W/㎡, įprastas oro aušinimas nebegali atitikti šilumos išsklaidymo reikalavimų, o dauguma sprendimų šilumai išsklaidyti naudoja aušinimą skysčiu. Lyginant su tradiciniu savaiminiu aušinimu ir oro aušinimu, aušinimas skysčiu turi stiprios šilumos laidumo, sandarinimo ir dulkių prevencijos bei lankstaus naudojimo pranašumus ir yra plačiai naudojamas energijos produktų šilumos išsklaidymui.
Skysčio aušinimo veikimo principas – aušinimo skysčiu, tekančiu per plokštelės viduje apdorojamus srauto kanalus, pašalinti skysčiu aušinamos plokštės paviršiuje išdėstytų didelės galios elektroninių komponentų skleidžiamą šilumą ir taip pasiekti visos įrangos šilumos išsklaidymą. Skysčio aušinimo plokštės, kaip pagrindinės skysčio aušinimo sistemos sudedamosios dalies, šilumos išsklaidymo charakteristikos tiesiogiai lemia bendrą aušinimo sistemos veikimą.
Šiame straipsnyje buvo išbandyti ir išanalizuoti trys įprasti skysčiu aušinamų plokščių srauto kanalai atliekant eksperimentus ir palygintos skysčiu aušinamų plokščių, cilindrinių skysčiu aušinamų plokščių ir varinių vamzdžių įterptųjų skysčiu aušinamų plokščių šilumos išsklaidymo galimybės.
1. Skysčio aušinimo plokštės projektinis modelis ir susiję parametrai
Šiame straipsnyje suprojektuotos trijų tipų skysčio aušinimo plokštės, tai yra skysčių aušinimo plokštės su briaunomis, cilindro formos skysčio aušinimo plokštės ir įmontuota vario vamzdžio skysčio aušinimo plokštė. Skysčiu aušinamos šaltos plokštės išoriniai matmenys yra 300 mm × 227 mm × 22 mm, o medžiaga yra 6063 aliuminio lydinys.
Remiantis inžinerine patirtimi, pelekų storis paprastai yra 1,5–3 mm. Atsižvelgiant į tai, kad apdirbimas yra per plonas, sunku, o vakuuminiam litavimui reikalingas tam tikras briaunų storis, kad būtų galima sujungti su galine dengiančia plokšte, todėl pasirenkamas 2 mm storis. Kad būtų išvengta per didelio pasipriešinimo srautui, tinklinio pelekų atstumas nustatomas 3 mm (paprastai danties storio dantų atstumas 1:1 laikomas pelekų tankio riba).
Remiantis inžinerine patirtimi, pelekų aukštis paprastai yra 5–10 mm. Atsižvelgiant į tai, kad kuo trumpesnės briaunos, tuo mažesnis srauto skerspjūvis, didesnis srauto greitis ir didesnis srauto pasipriešinimas, atsižvelgiant į pagrįstą projektavimo diapazoną, pelekų aukštis yra 8 mm.
Remiantis inžinerine patirtimi, cilindro skersmuo paprastai yra 3–5 mm. Atsižvelgiant į tai, kad siauriausia kanalo pločio dalis yra tik 20 mm, siekiant užtikrinti, kad siaurojo kanalo pločio kryptimi būtų du cilindrai, cilindro skersmuo yra 3 mm. Mažiausias laisvas atstumas tarp cilindrų yra 3 mm, o kolonėlės aukštis taip pat yra 8 mm.
Į skysčių aušinimo plokštę įtaisytas varinis vamzdis turi varinį vamzdelį, kurio išorinis skersmuo yra 10 mm, o sienelės storis – 1 mm, įterptas į skysčio aušinimo plokštę, tada išlygintas ir pritvirtintas. Epoksidinės dervos klijai užpildomi tarp vario vamzdžio ir skysčio aušinimo plokštės, kad būtų sumažinta kontaktinė šiluminė varža.
Peleninių ir cilindrinių skysčio aušinimo plokščių konstrukcijų matmenys
Įtaisytų varinių vamzdžių skysčio aušinimo plokščių konstrukcijų matmenys
Skysčio aušinimo plokštės vidinis srauto kanalas
Cilindrinės skysčio aušinimo plokštės vidinis srauto kanalas
Skysčiu aušinamo šalto plokštės pagrindo storis yra vienodai suprojektuotas 10 mm, o tai gali visiškai sumažinti difuzijos šiluminę varžą ir išvengti varžtų prasiveržimo per vandens kanalą.
Skysčiu aušinamos plokštės šilumos šaltinio pasiskirstymas parodytas žemiau. Skysčiu aušinama aušinimo plokštė susideda iš 5 modulių, kurie generuoja šilumą ir yra tolygiai išdėstyti srauto kanale. Virš skysčiu aušinamos plokštės yra du IGBT moduliai, kurių kiekvienas sunaudoja 600 W šilumos; Žemiau yra trys diodų moduliai, kurių kiekvieno šilumos suvartojimas yra 200 W, o bendras šilumos suvartojimas - 1800 W. Siekiant pagerinti kontaktinę šiluminę varžą, tarp šildymo modulio ir skystos šaltos plokštės užpildomas terminis tepalas.
matavimo sistema
Pagrindinė šio bandymo stendo matavimo sistema parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje, įskaitant srauto matavimą, slėgio matavimą ir temperatūros matavimą.
Temperatūros matavimo taškų išdėstymas parodytas paveikslėlyje. Šiam eksperimentui iš viso buvo įrengti 8 temperatūros matavimo taškai. Tarp jų T1–T6 yra išdėstyti ant skysčio aušinimo plokštės, o kiti du taškai naudojami įleidimo ir išleidimo skysčio temperatūrai matuoti, kurie yra atitinkamai išdėstyti ant įleidimo ir išleidimo slėgio matuoklių trijų krypčių vožtuvų. Priežastis, kodėl vandens įtekėjimo ir ištekėjimo matavimo temperatūros taškai yra išdėstyti čia, atskirti nuo aušinimo skysčio plokštės, daugiausia yra todėl, kad jų nepaveiktų skysčio aušinimo plokštėje esanti šildymo sistema.
testavimas ir duomenų analizė
Taip buvo išbandytos trijų tipų skysčiu aušinamos plokštės ir gauti bandymo duomenys, kaip parodyta 1, 2 ir 3 lentelėse.
Išanalizavus bandymo duomenis buvo nustatyta, kad esant tokioms pačioms debito ir įėjimo temperatūros sąlygoms, temperatūra kiekviename skysčio aušinimo plokštės su briaunomis temperatūros matavimo taške yra žemiausia, o po to yra cilindrinė skysčio aušinimo plokštė ir įmontuotas varinis vamzdis. skysčio aušinimo plokštė turi aukščiausią temperatūrą.
Vidutinė cilindrinės skysčio aušinimo plokštės temperatūra yra 2,5 laipsnio aukštesnė nei skysčio aušinimo plokštės su briaunomis, vario vamzdžio įterptos skysčio aušinimo plokštės vidutinė temperatūra yra 8,5 laipsnio aukštesnė nei aušinimo su briaunomis skysčio, o vario vamzdžio vidutinė temperatūra. skysčio aušinimo plokštė yra 6 laipsniais aukštesnė nei cilindrinės skysčio aušinimo plokštės.
1 lentelė Skysčio aušinimo plokštės su briaunomis bandymo duomenys
2 lentelė Cilindrinės skysčio aušinimo plokštės bandymo duomenys
3 lentelė Įtaisyto varinio vamzdžio skysčio aušinimo plokštės bandymo duomenys
išvada
Šiame straipsnyje buvo išbandytos trys įprastos skysčiu aušinamos plokštės, kurios yra skysčiu aušinamos briaunos, cilindrinės skysčiu aušinamos plokštės ir įterptosios varinių vamzdžių skysčiu aušinamos plokštės.
Išanalizavus bandymo duomenis, nustatyta, kad esant tokioms pačioms eksploatavimo sąlygoms, skysčiu aušinama briaunota plokštė turėjo žemiausią bandymo temperatūrą ir geriausią šilumos išsklaidymo efektą; Cilindrinė skysčio aušinimo plokštė yra antroji, jos vidutinė temperatūra 2,5 laipsnio aukštesnė nei skysčių aušinimo plokštės su briaunomis; Vario vamzdžio tipo skysčio aušinimo plokštė turi aukščiausią bandymo temperatūrą ir blogiausią šilumos išsklaidymo efektą, o vidutinė temperatūra yra 8,5 laipsnio aukštesnė nei peleko tipo skysčio aušinimo plokštės.
Nors įterptųjų vamzdžių skysčio aušinimo plokštės šilumos išsklaidymo efektas yra prastas, jos apdorojimo sąnaudos yra mažiausios tarp šių trijų tipų skysčio aušinimo plokščių. Atsižvelgiant į terminio projektavimo prielaidą, naudojant vario vamzdžio įterptą skysčio aušinimo plokštę galima sumažinti išlaidas.
Populiarus Žymos: skysčiu aušinamo šalto plokštelės srauto kanalo projektavimas ir analizė, Kinija, tiekėjai, gamintojai, gamykla, pritaikytas, nemokamas pavyzdys, pagamintas Kinijoje
