S rostoucí integrací, složitostí a inteligencí energetických zařízení neustále roste počet komponent a také se výrazně zlepšuje výkonová hustota komponent.
Když hustota tepelného toku chladiče překročí 0,1 W/㎡, běžné vzduchové chlazení již nemůže splnit požadavek na odvod tepla a většina řešení používá k odvodu tepla kapalinové chlazení. Ve srovnání s tradičním samochlazením a chlazením vzduchem má kapalinové chlazení výhody silné tepelné kapacity, těsnění a ochrany před prachem a flexibilní použití a je široce používáno při odvodu tepla energetických produktů.
Pracovním principem kapalinového chlazení je odvádět teplo vyzařované vysoce výkonnými elektronickými součástkami uspořádanými na povrchu kapalinou chlazené desky chladivem proudícím přes průtokové kanály zpracovávané uvnitř desky, čímž je dosaženo odvodu tepla celého zařízení. Jako hlavní součást kapalinového chladicího systému výkon odvádění tepla kapalinové chladicí desky přímo určuje celkový výkon chladicího systému.
Tento článek testoval a analyzoval tři běžné kapalinou chlazené deskové průtokové kanály prostřednictvím experimentů a porovnával schopnosti odvodu tepla žebrovaných kapalinou chlazených desek, válcových kapalinou chlazených desek a kapalinou chlazených desek s vloženými měděnými trubkami.
1. Návrhový model a související parametry kapalinové chladicí desky
Tento článek navrhuje tři typy kapalinových chladicích desek, jsou to žebrovaná kapalinová chladicí deska, válcová žebrová kapalinová chladicí deska a kapalinová chladicí deska s vloženými měděnými trubkami. Vnější rozměry kapalinou chlazené studené desky jsou 300 mm × 227 mm × 22 mm a materiál je hliníková slitina 6063.
Podle technických zkušeností je tloušťka žebrovaných žeber obecně 1,5 ~ 3 mm. Vzhledem k tomu, že obrábění je příliš tenké, je obtížné a vakuové pájení vyžaduje určitou tloušťku žeber pro spojení se zadní krycí deskou, takže je zvolena tloušťka žeber 2 mm. Aby se zabránilo nadměrnému odporu proudění, je síťová rozteč žeber nastavena na 3 mm (obecně se za limit hustoty žeber považuje vzdálenost zubů tloušťky zubů 1:1).
Podle technických zkušeností je výška žeber obecně 5 ~ 10 mm. Vzhledem k tomu, že čím kratší jsou lamely, tím menší je průřez proudění, tím vyšší je rychlost proudění a čím větší je odpor proudění, v rozumném konstrukčním rozsahu je výška lamel nastavena na 8 mm.
Průměr válce je obecně 3 ~ 5 mm na základě technických zkušeností. Vzhledem k tomu, že nejužší část šířky kanálu je pouze 20 mm, aby bylo zajištěno, že ve směru šířky úzkého kanálu jsou dva válce, je průměr válce navržen na 3 mm. Minimální světlá vzdálenost mezi válci je nastavena na 3 mm a výška sloupku je také nastavena na 8 mm.
Zapuštěná měděná trubková kapalinová chladicí deska přijímá měděnou trubku s vnějším průměrem 10 mm a tloušťkou stěny 1 mm zapuštěnou do kapalinové chladicí desky a poté zploštělou a upevněnou. Lepidlo z epoxidové pryskyřice je vyplněno mezi měděnou trubkou a kapalinovou chladicí deskou, aby se snížil kontaktní tepelný odpor.
Rozměry žebrovaných a válcových kapalinových chladicích deskových konstrukcí
Rozměry zapuštěných konstrukcí chladicích desek kapaliny z měděných trubek
Vnitřní průtokový kanál žebrované kapalinové chladicí desky
Vnitřní průtokový kanál válcové kapalinové chladicí desky
Tloušťka kapalinou chlazeného substrátu studené desky je jednotně navržena na 10 mm, což může plně snížit difúzní tepelný odpor a zabránit šroubům v proražení vodním kanálem.
Distribuce zdroje tepla kapalinou chlazené desky je znázorněna níže. Kapalinou chlazená chladicí deska se skládá z 5 modulů, které vytvářejí teplo a jsou rovnoměrně uspořádány na průtokovém kanálu. Nad kapalinou chlazenou deskou jsou dva IGBT moduly, každý se spotřebou tepla 600W; Dole jsou tři diodové moduly, každý se spotřebou tepla 200W a celkovou spotřebou tepla 1800W. Pro zlepšení kontaktního tepelného odporu je mezi topný modul a kapalinovou chladící desku naplněna tepelná pasta.
systém měření
Hlavní měřicí systém této zkušební stolice je znázorněn na následujícím obrázku, včetně měření průtoku, měření tlaku a měření teploty.
Rozmístění bodů měření teploty je znázorněno na obrázku. Pro tento experiment bylo uspořádáno celkem 8 bodů měření teploty. Mezi nimi jsou T1 až T6 uspořádány na kapalinové chladicí desce a další dva body slouží k měření vstupní a výstupní teploty kapaliny, které jsou příslušně uspořádány na třícestných ventilech vstupního a výstupního tlakoměru. Důvodem, proč jsou zde teplotní body pro měření přítoku a odtoku vody uspořádány odděleně od kapalinové chladicí desky, je především zamezení ovlivnění topným systémem na kapalinové chladicí desce.
testování a analýza dat
To testovalo tři typy kapalinou chlazených desek a získalo testovací data, jak je uvedeno v tabulkách 1, 2 a 3.
Prostřednictvím analýzy testovacích dat bylo zjištěno, že za stejných podmínek průtoku a vstupní teploty je teplota v každém bodě měření teploty žebrované kapalinové chladicí desky nejnižší, následuje válcová kapalinová chladicí deska a zapuštěná měděná trubka. kapalinová chladicí deska má nejvyšší teplotu.
Průměrná teplota válcové kapalinové chladicí desky je o 2,5 stupně vyšší než teplota žebrované kapalinové chladicí desky, průměrná teplota kapalinové chladicí desky s měděnou trubkou je o 8,5 stupně vyšší než teplota žebrované kapalinové chladicí desky a průměrná teplota zapuštěné měděné trubice kapalinová chladicí deska je o 6 stupňů vyšší než u válcové kapalinové chladicí desky.
Tabulka 1 Zkušební údaje žebrované kapalinové chladicí desky
Tabulka 2 Zkušební údaje válcové kapalinové chladicí desky
Tabulka 3 Zkušební údaje zapuštěné chladicí desky z měděných trubek
závěr
Tento článek testoval tři běžné kapalinou chlazené desky, což jsou žebrované kapalinou chlazené desky, válcové kapalinou chlazené desky a kapalinou chlazené desky s vloženými měděnými trubkami, prostřednictvím experimentů.
Po analýze testovacích dat bylo zjištěno, že za stejných provozních podmínek měla žebrovaná kapalinou chlazená deska nejnižší testovací teplotu a nejlepší účinek na rozptyl tepla; Válcová kapalinová chladicí deska je druhá s průměrnou teplotou o 2,5 stupně vyšší než je teplota žebrované kapalinové chladicí desky; Kapalinová chladicí deska typu měděných trubek má nejvyšší testovací teplotu a nejhorší účinek rozptylu tepla, s průměrnou teplotou o 8,5 stupně vyšší než u chladicí desky s žebry.
I když je účinek rozptylu tepla zapuštěné trubkové kapalinové chladicí desky slabý, její zpracovatelské náklady jsou nejnižší z těchto tří typů kapalinových chladicích desek. Za předpokladu tepelného konstrukčního příspěvku může použití kapalinové chladicí desky s měděnou trubkou snížit náklady.
Populární Tagy: design a analýza kapalinou chlazeného průtokového kanálu studené desky, Čína, dodavatelé, výrobci, továrna, přizpůsobený, bezplatný vzorek, vyrobený v Číně
