การคำนวณการต้านทานความร้อนของโปรไฟล์อ่างความร้อนโลหะผสมอลูมิเนียมอุตสาหกรรม

ความต้านทานความร้อนเป็นตัวแปรสำคัญในการประเมินประสิทธิภาพของฮีตซิงก์โปรไฟล์อะลูมิเนียมอุตสาหกรรมกำลังสูง ความต้านทานความร้อนคืออะไร? คำอธิบายข้างต้นของวิกิพีเดียคือ: ความต้านทานความร้อนหมายถึงอัตราส่วนระหว่างความแตกต่างของอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองของวัตถุกับกำลังของแหล่งความร้อนเมื่อความร้อนถูกส่งผ่านไปยังวัตถุ

 

ใช้ ZP HEAT SINK โปรไฟล์ฮีตซิงก์ระบายความร้อนด้วยอากาศในอุตสาหกรรมและผลิตภัณฑ์อื่นๆ เป็นตัวอย่าง ความต้านทานความร้อนหมายถึงความต้านทานของอินเทอร์เฟซเองต่อการไหลของความร้อนเมื่อความร้อนผ่านอินเทอร์เฟซระหว่างฮีตซิงก์แบบซี่ห่างกับแหล่งความร้อนและความร้อน จม. เรียกว่าอิมพีแดนซ์ความร้อน สาเหตุหลักของการต้านทานความร้อนจากการสัมผัสคือพื้นผิวสัมผัสที่ดูเหมือนเรียบระหว่างแหล่งความร้อนและฮีตซิงก์นั้นถูกปกคลุมอย่างหนาแน่นด้วยช่องว่างจำนวนมากซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และอากาศภายในช่องว่างนั้นเหมือนก้อนหินขนาดใหญ่ ในแม่น้ำ การปิดกั้นเส้นทางการไหลของความร้อนส่งผลต่อความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของวัสดุที่เป็นตัวนำความร้อน

โดยปกติแล้ว วิธีการลดความต้านทานความร้อนของวัสดุนำความร้อนคือการใช้แรงกดเพื่อให้แผ่นซิลิกาเจลนำความร้อนที่มีความแข็งต่ำเติมเต็มช่องว่างระหว่างพื้นผิวสัมผัสทั้งสอง จากนั้นลดเวลาการไหลของความร้อนโดยการลด ความหนาของแผ่นซิลิกาเจล และเพิ่มพื้นที่สัมผัสเพื่อให้เกิดการกระจายความร้อนในที่สุด วัตถุประสงค์. นอกจากนี้ยังสามารถลดอิทธิพลของความต้านทานต่อความร้อนต่อการถ่ายเทความร้อนได้โดยใช้แผ่นซิลิโคนนำความร้อนที่มีค่าการนำความร้อนสูง

สูตรการคำนวณความต้านทานความร้อนของโปรไฟล์ฮีตซิงก์อุตสาหกรรมระบายความร้อนด้วยอากาศคือ: Rsa=(Tj-Ta) /PC-Rjc-Rcs; สูตรสำหรับการคำนวณค่าความต้านทานความร้อนของแผ่นระบายความร้อนโปรไฟล์คือ Rzo=Rth บวก Rthk และพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องในสูตรประกอบด้วย: มีห้าพารามิเตอร์: Tj, Ta, Pc, Rjc และ Rcs จำเป็นต้องระบุค่าของพารามิเตอร์ทั้งห้านี้เพื่อคำนวณค่าเฉพาะของการต้านทานความร้อนอย่างแม่นยำ บทความนี้จะอธิบายความหมายของพารามิเตอร์ทั้งห้านี้โดยละเอียด

พารามิเตอร์สูตรการคำนวณความต้านทานความร้อนระบายความร้อนด้วยอากาศ ความหมายพารามิเตอร์:
Rja: ความต้านทานความร้อนรวม หน่วย: องศา /W;
Rjc: ความต้านทานความร้อนภายในของอุปกรณ์ หน่วย: องศา /W;
Rcs: ความต้านทานความร้อนอินเทอร์เฟซระหว่างอุปกรณ์และอินเทอร์เฟซฮีตซิงก์ หน่วย: องศา /W
Rsa: ความต้านทานความร้อนของแผ่นระบายความร้อน หน่วย: องศา /W;
Tj: อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อภายในของอุปกรณ์แหล่งความร้อน องศา ;
Tc: อุณหภูมิพื้นผิวของอุปกรณ์แหล่งความร้อน องศา ;
Ts: อุณหภูมิฮีตซิงก์ หน่วย: องศา ;
Ta: อุณหภูมิแวดล้อม หน่วย: องศา ;
Pc: กำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์ใช้ หน่วย: W.

 

เมื่อระบายความร้อนด้วยอากาศ ค่าความต้านทานความร้อนจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ ความชื้น และความกดอากาศของอากาศ สภาพภูมิอากาศสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงแบบรวมถูกกำหนดเป็น: ความดันบรรยากาศ 1 องศา 40 องศา และความชื้นสัมพัทธ์ไม่เกิน 90 เปอร์เซ็นต์ ค่าคงที่ของอัตราการไหลของอากาศจะต่ำกว่าความเร็วเสียงมาก เช่น น้อยกว่า 7m/s การไหลของอากาศอยู่ในสถานะคงที่ เช่น แผ่นระบายความร้อนประกอบด้วยแผ่นโลหะหลายแผ่น และความร้อนของมัน กลุ่มความร้อนถ่ายโอนเกี่ยวข้องเฉพาะกับพื้นที่ผิวทั้งหมดของฮีตซิงก์ A อากาศ มันเกี่ยวข้องกับความยาว L ของแผ่นแบนในทิศทางการไหล ความเร็วลมเรา (ความเร็วการไหลของอากาศ) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน K ของอากาศ

ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนระหว่างแผ่นระบายความร้อนและอากาศ: Rthk=1/1.16 hA( องศา /วัตต์) โดยที่ A คือบริเวณแผ่นระบายความร้อน

มีการเสนอสูตรต่างๆ สำหรับการถ่ายเทความร้อนแบบปั่นป่วน (ระบายความร้อนด้วยอากาศ) ของแผ่นเรียบ

สูตร Rsa ความต้านทานความร้อนของแผ่นระบายความร้อน=(Tj-Ta)/Pc-Ric-Rcs: Rsa (ค่าความต้านทานความร้อนของแผ่นระบายความร้อน) เป็นพื้นฐานหลักในการเลือกแผ่นระบายความร้อน Tj และ Rjc เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดโดยอุปกรณ์แหล่งความร้อน Pc เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดโดยการออกแบบ สามารถค้นหา RCs ได้จากหนังสือมืออาชีพด้านการออกแบบความร้อน หรือ Rcs=ความหนาของวัสดุหน้าสัมผัสภาคตัดขวาง/(หน้าสัมผัส พื้นที่ X การนำความร้อนของวัสดุสัมผัส)

สูตรการคำนวณความต้านทานความร้อนของฮีตซิงก์โปรไฟล์อะลูมิเนียมอุตสาหกรรม
สูตรการคำนวณ: Rzo (ความต้านทานความร้อนรวม)=Rth (การถ่ายเทความร้อนแบบทึบในฮีตซิงก์) บวก Rthk (ความต้านทานการถ่ายเทความร้อนระหว่างฮีตซิงก์กับอากาศ)
Ks คือค่าการนำความร้อนของวัสดุโลหะฮีตซิงก์ ที่ 20 องศา อะลูมิเนียมบริสุทธิ์: KS=175 องศา .6 kcal/hm
Us คือความเร็วลมของแผ่นระบายความร้อน มีหน่วยเป็น m/s

สำหรับตัวระบายความร้อนอะลูมิเนียม พารามิเตอร์ Ks, b, n และ S เป็นค่าคงที่ทั้งหมด สูตรนี้สามารถใช้ในการคำนวณความต้านทานความร้อนทั้งหมดภายใต้เงื่อนไขของความยาว L ที่แตกต่างกันและความเร็วลมที่แตกต่างกัน และสามารถสร้างเส้นโค้งที่สอดคล้องกันได้