Radiator de căldură de bază Introducere

Odată cu dezvoltarea tehnologiei electronice, eficiența componentelor electronice este relativ îmbunătățită, iar cantitatea de căldură crește, de asemenea.

Pentru a-și menține condițiile normale de lucru, disiparea eficientă a căldurii este destul de importantă. Radiatorul de căldură pentru a disipa căldura generată de funcționarea componentelor electrice și pentru a îmbunătăți eficiența lor de lucru.

Radiatoreste fabricat în mare parte din aliaj de aluminiu, alamă sau bronz în plăci, foi sau forme multiple de foi. De exemplu, unitatea centrală de procesare a procesorului din computer, tubul de alimentare și tubul de linie din televizor și tubul amplificatorului de putere din amplificatorul de putere folosesc toate radiatoare.

Tipuri de transfer de căldură:

1. Convecție naturală: debitul cauzat de câmpul de temperatură neuniform al fluidului fără a se baza pe forțe externe, cum ar fi pompe sau ventilatoare.

2. Convecția forței: Convecția lichidului sau a gazului sub influența forței externe.

(radiator cu ventilator)

3. Răcire cu lichid:Utilizați o pompă pentru a circula lichidul în conducta de căldură și a disipa căldura.

(Placă de răcire cu lichid)

Istoria radiatorului

După cum se știe, temperatura de funcționare a echipamentelor electronice determină durata de viață și stabilitatea acestuia. Pentru a menține temperatura de lucru a PC-ului într-un interval rezonabil, trebuie efectuată disiparea căldurii. Odată cu îmbunătățirea puterii de calcul a computerului, problema consumului de energie și a disipării căldurii a devenit din ce în ce mai mult o problemă inevitabilă.

Principalele surse de căldură din PC includ procesorul, placa de bază, placa grafică și alte componente, cum ar fi hard diskul. O parte considerabilă din energia electrică consumată în timpul lucrului lor va fi transformată în căldură. În special pentru placa grafică actuală de ultimă generație, poate ajunge cu ușurință la un consum de energie de 200 W, iar capacitatea de încălzire a componentelor sale interne nu poate fi subestimată. Pentru a asigura funcționarea sa stabilă, este mai necesar să disipați căldura eficient.

Prima generație - o eră fără conceptul de disipare a căldurii

În noiembrie 1995, nașterea plăcii grafice voodoo a adus viziunea noastră în lumea 3D. De atunci, PC-ul are aproape același nivel de capacitate de procesare 3D ca și arcade, creând o adevărată eră a tehnologiei de procesare 3D. De atunci, dezvoltarea cipurilor grafice a scăpat de sub control. Frecvența de lucru de bază a crescut de la 100MHz la 900MHz, iar rata de umplere a texturii a crescut de la 100 milioane pe secundă la 42 miliarde pe secundă (GTX480). În fața unei schimbări atât de mari în performanță, căldura este foarte mare.

Pe placa grafică sunt aplicate și echipamente de răcire, cum ar fi răcirea cu aer, conducta de căldură și cipul de refrigerare cu semiconductor. Astăzi, să introducem dezvoltarea și tendința echipamentelor de răcire pentru plăci grafice.

Când a fost lansată prima dată placa grafică voodoo, nu existau facilități de disipare a căldurii, iar parametrii de pe nucleu ne-au fost expuși. În comparație cu placa grafică curentă, nu se spunea despre GPU la acel moment. Puterea de procesare a cipului principal de pe placa grafică este chiar mai slabă decât placa de rețea actuală, astfel încât căldura este aproape zero și aproape că nu este nevoie de disiparea căldurii.

A doua generație - Aplicarea radiatorului

În august 1997, NVIDIA a intrat din nou pe piața cipurilor grafice 3D și a lansat NV3, adică cipul grafic Riva 128. Riva 128 este un nucleu grafic accelerat 2D și 3D pe 128 de biți, cu o frecvență de bază de 60MHz. Încălzirea nucleului a devenit treptat o problemă, iar aplicarea radiatorului a intrat oficial în domeniul plăcii grafice.

A treia generație -- sosirea erei răcirii cu aer și a disipării căldurii

Lansarea lui tnt2 a fost ca un glonț greu împușcat în inima lui 3dfx. Frecvența de bază este de 150MHz, care acceptă aproape toate funcțiile de accelerare 3D la acel moment, inclusiv redarea de 32-biți, z-buffer pe 24 de biți, filtrare anizotropă, anti aliasing panoramic, mapare concavă convexă hardware, etc. Creșterea performanței înseamnă creșterea încălzirii, dar nu există un mare progres în tehnologie. 0,25 microni este încă utilizat, astfel încât metoda pasivă a radiatorului nu mai poate îndeplini cerințele actuale, modul de răcire activă începe să fie utilizat pe placa grafică.

Sistemul de răcire twinturbo-ii (a doua generație de ventilator de răcire cu dublă turbină complet acoperit), aripioarele de răcire acoperă complet întreaga placă grafică. La pornire, aerul va ieși și va intra prin două ventilatoare într-o direcție, ceea ce poate elimina rapid căldura cipului și a memoriei video. În plus, două ventilatoare cu rulmenți cu bile pot reduce eficient zgomotul, iar rețeaua metalică de disipare a căldurii prelungește durata de viață.

Deși ventilatorul de mare viteză este cea mai bună modalitate de a rezolva problema disipării căldurii, unii prieteni nu suportă zgomotul ventilatorului în timp ce se bucură de jocurile 3D. Din fericire, aplicarea tehnologiei conductelor de căldură doar rezolvă această problemă.

În general, este compus din bloc de absorbție a căldurii de bază, bloc de absorbție a căldurii din spate, două radiatoare cu suprafață mare și o conductă de căldură. Ca dispozitiv pasiv de conducere a căldurii, conducta de căldură transferă rapid căldura din secțiunea de absorbție a căldurii în secțiunea de eliberare a căldurii prin schimbarea stării de fază a fluidului de lucru intern și apoi revine la secțiunea de absorbție a căldurii bazându-se pe structura capilară internă. . Se circulă înainte și înapoi fără consum de energie și zgomot.

În plus, are o capacitate puternică de conducere a căldurii. Realizează transferul rapid de căldură într-un spațiu limitat, astfel încât să mărească zona de disipare a căldurii, este un mijloc eficient de a îmbunătăți considerabil efectul de disipare pasivă a căldurii. Cu toate acestea, această metodă de disipare a căldurii are încă dezavantaje, deoarece capacitatea de disipare a căldurii nu este suficient de puternică și poate fi utilizată doar pe cardul de mijloc. Dacă această tehnologie urmează să fie utilizată în gama superioară, trebuie adăugat un ventilator.

Principiul de calcul al disipării căldurii

Metoda generală de disipare a căldurii este de a instala dispozitivul pe radiator, radiatorul disipează căldura în aer, iar căldura va fi disipată în cele din urmă prin convecție naturală.

În general, fluxul de căldură (P) de la radiator către aer poate fi reprezentat prin următoarele:

În formula P=HA η △ T

H este conductibilitatea totală a transferului de căldură a radiatorului (w / cm2 grad),

A este aria suprafeței radiatorului (cm2),

η Pentru eficiența radiatorului,

△T este diferența dintre temperatura maximă a radiatorului și temperatura mediului (grad).

În formula de mai sus, h este determinat de radiație și convecție (convecție naturală, convecție forțată și material)

η Este determinată în principal de dimensiunea materialului și grosimea radiatorului utilizat. În general, materialele cu conductivitate termică ridicată, cum ar fi aluminiul (2,12 w/cm² grad) și cuprul (3,85 w/cm² grad) sunt destul de slabe.

η Este determinat de componenta radiatorului. (influența structurii radiatorului)

Într-un cuvânt, cu cât suprafața radiatorului este mai mare și cu cât diferența de temperatură dintre radiator și mediu este mai mare, face mai eficientă radiația de căldură a radiatorului.

Rezistență la căldură

Parametru:

Rt-----Rezistența internă totală, grad /W

Rtj---- Rezistența termică internă a dispozitivelor semiconductoare, grad /W

Rtc----- Rezistența termică a interfeței dintre dispozitivul semiconductor și radiatorul, grad /W

Rtf----- Rezistența la căldură a radiatorului, grad /W

Tj----- Temperatura joncțiunii dispozitivului semiconductor, grad

Tc----- Temperatura carcasei dispozitivului semiconductor, grad

Tf----- Temperatura radiatorului, grade

Ta----- Temperatura mediului, grade

Puterea de serviciu PC----- a dispozitivelor semiconductoare, W

△Tfa----- Creșterea temperaturii radiatorului, grade

Formula de calcul a disipării căldurii

Rtf=(Ti-Ta)/Pc-RTI-RTC

Rezistența termică RFF a radiatorului este baza principală pentru selectarea radiatorului. TJ și RTJ sunt parametrii furnizați de dispozitivele semiconductoare, PC sunt parametrii solicitați de proiectare, iar RTC poate fi găsit în cărțile profesionale de proiectare termică.

(1) Rezistența termică totală calculată Rt:

Rt=(Timax-Ta)/Buc

(2) Calculați rezistența termică a radiatorului RTF sau creșterea temperaturii △ TFA

RTF=RTJ - RTC

△Tfa=Rtf × buc

(3) În funcție de condițiile de lucru ale radiatorului (răcire naturală sau răcire forțată cu aer), selectați radiatorul în funcție de RT sau △ TFA și PC și verificați curba de disipare a căldurii (curba RTF sau △ linia TA) a selectat radiator. Când valoarea găsită pe curbă este mai mică decât valoarea calculată, se găsește radiatorul potrivit.

Conductivitate termică

Conductivitatea termică înseamnă, pe unitate de lungime și per K, câtă energie w poate fi transmisă, unitate: w / m.

„W” se referă la unitatea de putere, „m” reprezentând unitatea de măsură de lungime, iar „K” este unitatea de temperatură absolută.

Cu cât valoarea este mai mare, cu atât conductivitatea termică este mai bună.

AL6063: Material comun pentru extrudarea aluminiului

AL6061: prelucrare CNC metal:

AL1100 sau AL1050: material comun AL fin

C1100: Cu fin material comun

C1020: Material comun al conductei de căldură

ADC12 sau ADC 10 sau A380: material de turnare sub presiune

Clasificarea radiatorului

1. În funcție de materialul utilizat, acesta poate fi împărțit în:

A. Radiator din aluminiu

b. Radiator din cupru

c. Radiator combinat din cupru aluminiu

d. Aripa conductei de căldură

2. În funcție de procesul de fabricație, acesta poate fi împărțit în:

a. Radiatoare de căldură extrudate

Acesta este un material excelent de disipare a căldurii utilizat pe scară largă în disiparea căldurii moderne, majoritatea producătorilor folosesc aluminiu AL6063-T5 de înaltă calitate, puritatea acestuia poate ajunge la peste 98%, are o capacitate puternică de conducere a căldurii, densitate scăzută și scăzută. preț, așa că a fost favorizat de marii producători.

b. Radiator de forjare si turnare:

Utilizat în mod obișnuit în LED-uri, forma: radiator cu știft rotunjit

c. Radiator de căldură AL skiving fin

Avantaje: zona de disipare a căldurii (rezolvă problema radiatorului extrudat din aluminiu, deoarece aripioarele sunt prea dense)

Dezavantaje: Potrivit pentru producția de loturi mici, cost ridicat (comparativ cu radiatorul din aluminiu extrudat)

d. Radiator de căldură din cupru:

Avantaje: performanță bună de disipare a căldurii, care rezolvă problema extrudarii cuprului.

Dezavantaje: cost ridicat, greutate mare, duritate mare, dificil de prelucrat (față de AL)

g. Radiator cu inserție de cupru

Avantaje: cost redus și producție în masă

Dezavantaje: structura

Este folosit mai ales pentru procesorul computerului. Partea de contact este schimbată în bloc de cupru. Cuprul are o absorbție rapidă a căldurii și energie de conducere a căldurii

Cu caracteristicile unei forțe puternice, poate aduce rapid o cantitate mare de energie termică generată de funcționarea CPU la blocul de cupru de suprafață, iar blocul de cupru este strâns combinat cu radiatorul din aluminiu extrudat, astfel încât o cantitate mare de energie termică poate difuzează rapid la radiatorul din aluminiu extrudat și este îndepărtat de rotația ventilatorului.

i. radiator lipit

Avantaje:

Această tehnologie poate fi combinată și combinată în mod arbitrar cu aripioare de cupru și aluminiu și bază de cupru și aluminiu și, de asemenea, poate evita eficient dezavantajele noii rezistențe termice cauzate de conducerea neuniformă a căldurii a diferitelor paste de sudură în procesul de sudare, radiatorul de dimensiuni mari poate fi produs.

Dezavantaje:

Faceți clienții să aibă mai multă selectivitate și diversitate de soluții termice. Cu toate acestea, datorită particularității procesării sale, costul producției în masă este încă prea mare.

Placă de răcire

Designul plăcii de răcire:

Placa de răcire este o placă compactă și subțire în formă de placă, cu canale de fluid dispuse în interior, astfel încât să genereze convecție între fluid și placa de răcire și să disipeze consumul de energie termică al componentelor electronice de mare putere care pe suprafața plăcii de răcire .

Avantajul aplicației plăcii de răcire este că poate disipa mai multă căldură pe unitate de suprafață, astfel încât structura radiatorului poate fi miniaturizată. Dezavantajul sistemului de răcire este că trebuie utilizat în sistem cu mediu fluid, întreținerea este complexă, iar fiabilitatea componentelor este ridicată.

Baza de proiectare a plăcii de răcire cu apă

P: consumul de energie

Tc, Tj: Tc se referă la temperatura suprafeței radiatorului, Tj se referă la temperatura joncțiunii așchiilor.

Tin: Temperatura de intrare a apei

Δ TC: creșterea temperaturii la suprafață a radiatorului, Δ T=(Tc-Tin)/P

Tot: temperatura apei de evacuare

△ TW: creșterea temperaturii apei la intrare și la ieșire, △ TW=Tout-Tin

Ta: Temperatura mediului

Fluid: EGW x%, sau PGW x%, sau apă

△ ts: Diferența de temperatură a fiecărui cip pe suprafața radiatorului

Presiune: lichid Cădere de presiune

Fiabilitatea deplacă de răcire cu apă

1) Rezistență - produsul îndeplinește cerințele de utilizare structurală

2) Test de menținere a presiunii - produsul îndeplinește cerințele de etanșare în funcționare la presiune înaltă în sistem

3) Test de scurgere - produsul îndeplinește cerințele pentru scurgeri pe unitatea de timp în anumite condiții de presiune

4) Cerințe de rezistență la coroziune - materiile prime utilizate de produs îndeplinesc cerințele pentru ani de rezistență la coroziune și fără scurgeri

5) Cerințe de vibrații - produsul îndeplinește cerințele de etanșare în anumite condiții de vibrații. Și structura nu este deteriorată, etanșeitatea nu este redusă.

6) Altele, cum ar fi planeitatea, rugozitatea, forța de tragere a șurubului, preîncărcarea șurubului etc

Tehnologia de procesare a plăcii de răcire cu apă:

1) Tip canal CNC: CNC (canelare) + sudare cu arc cu argon, CNC (canelare) + lipire, CNC (canelare) + lipire în vid, CNC (canelare) + sudare prin frecare, CNC (canelare) + inel O

2) Forma de prelucrare a găurii adânci: burghiu cu pistol + sudare cu argon, burghiu cu pistol + piesă răsucită + sudare cu argon, burghiu cu pistol + inel O, burghiu cu pistol + piesă răsucită + inel O

3) Forma de turnare: turnare gravitațională țeavă îngropată, turnare gravitațională + sudare cu argon · turnare gravitațională + lipire, turnare gravitațională + sudare prin lipire în vid, turnare gravitațională + sudare prin frecare.

4) Forma de sudare a bobinei: placă de aluminiu CNC + țeavă de cupru + epoxi, placă de aluminiu CNC + țeavă de oțel + epoxi, placă de aluminiu CNC + țeavă de cupru + sudare cu staniu

5) Procesul plăcii de răcire cu apă ultra-subțire: sudarea tubului plat lat, sudarea prin difuzie a foii de ștanțare, lipirea tablei de ștanțare, lipirea în vid a foii de ștanțare

6) Formă de placă de apă extrudată: placă de apă cu gaură de derivație, placă de răcire cu apă a bateriei ultra-subțiri

Tratament de suprafață

1. Sablare cu nisip

Sablarea cu nisip este o metodă care utilizează aer comprimat pentru a sufla nisipul de cuarț la viteză mare pentru a curăța suprafața pieselor. Se mai numește și suflarea nisipului. Nu numai că îndepărtează rugina, ci și uleiul. Pentru acoperire, este foarte potrivit pentru îndepărtarea ruginii de pe suprafața pieselor; Modificați suprafața piesei; Conexiunea cu șuruburi de înaltă rezistență în structura de oțel este o metodă avansată. Deoarece conexiunea de înaltă rezistență folosește frecarea dintre suprafețele de îmbinare pentru a transfera forța, are cerințe ridicate pentru calitatea suprafeței de îmbinare. Suprafața îmbinării trebuie tratată cu sablare.

Sablarea cu nisip este utilizată pentru forme complexe, ușor de îndepărtat manual rugina, eficiență scăzută și mediu de șantier slab.

Mașina de sablare are pistoale de sablare cu diferite specificații. Atâta timp cât nu este o cutie deosebit de mică, pistolul poate fi pus la uscat.

Produsele de susținere ale vasului sub presiune----Capul adoptă sablare pentru a îndepărta pielea de oxid de pe suprafața piesei de prelucrat. Diametrul nisipului de cuarț este de 1,5 m ~ 3,5 mm.

Există un fel de procesare care folosește apa ca purtător pentru a conduce șmirghelul pentru a procesa piesele, care este una de sablare.

2. Tratamentul de suprafață al aliajelor de aluminiu

1). Procesul de galvanizare a aliajului de aluminiu

Datorită proprietăților chimice și fizice ale aluminiului și aliajelor sale, galvanizarea pe piesele din aluminiu este mult mai dificilă decât cea pe substratul din oțel și trebuie efectuate unele tratamente speciale. Următorul este fluxul procesului de galvanizare a butucului roții din aliaj de aluminiu al automobilului

Lustruire - peening (selectiv) → îndepărtarea cerii cu ultrasunete → spălare cu apă → gravare cu alcalii și îndepărtare ulei → spălare cu apă → gravare cu acid (stingerea luminii) → spălare cu apă → scufundare cu zinc → spălare cu apă → dezincificare → spălare cu apă → scufundare cu zinc → spălare cu apă → galvanizare nichel închis → spălare cu apă → cupru strălucitor acid I → spălare cu apă → lustruire → îndepărtarea cerii cu ultrasunete → spălare cu apă → îndepărtarea uleiului electrolitic catodic → spălare cu apă → activare → spălare cu apă → nichel semiluminos → nichel cu mult sulf → nichel strălucitor → nichel etanșare → spălare cu apă → cromare → spălare cu apă

2). Proces de placare electroless a aliajului de aluminiu

Placarea cu nichel electroless pe aliajul de aluminiu este din ce în ce mai acceptată de producători datorită performanței sale excelente. Placarea cu nichel electroless este cunoscută și sub denumirea de placare cu nichel fosfor. Suprafața aliajului de aluminiu (radiator de căldură a computerului, hard disk etc.) adoptă următorul proces

Degresare chimică la temperatură normală → curățare apă curentă x 2 → degresare termică → curățare apă curentă x 2 → coroziune alcalină → curățare apă curentă x 3 → decapare acidă → curățare apă curentă x 2 → imersie primară în zinc → curățare apă curentă x 2 → 20% acid azotic → curățare cu apă curentă × 3 → scufundare secundară cu zinc → curățare cu apă curentă x3 → (1-5%) cu amoniac preimers → preplacare nichel chimic → curățare cu apă curentă x2 → curățare cu apă pură → fosfor mediu nichel chimic strălucitor sau nichel chimic strălucitor cu un conținut ridicat de fosfor → curățare cu apă curentă x3 → pasivare → curățare cu apă curentă x3 → uscare și uscare → inspecție → ambalare

Substratul de aluminiu de pe suprafața componentelor electronice, cum ar fi dispozitivele semiconductoare, necesită adesea placarea cu nichel fără electroși și placarea cu aur fără electroși din cauza necesității de sudare. Fluxul procesului este următorul:

Degresare → gravare alcalina → lustruire → prima scufundare cu zinc → dezincificare → soluție de pretratare → a doua scufundare cu zinc → placare cu nichel fără electroși → decapare preimpregnată → placare cu aur electroless → tratament final

3. Pasivare

Pasivarea este tratarea metalului în soluție de nitrit, nitrat, cromat sau dicromat pentru a face un strat de film de pasivare cromat pe suprafața metalului. Este adesea folosit ca post-tratament al acoperirilor cu zinc și cadmiu pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune a acoperirilor, protecția metalelor neferoase și aderența foliilor de vopsea.

Procesul de pasivare a aluminiului și aliajului de aluminiu:

Tratamentul cu cromat al aluminiului și aliajelor sale poate obține o altă peliculă de conversie chimică complet diferită de anodizare. Compoziția sa este aceeași cu filmul de cromat de zinc și cadmiu, care este un compus complex de crom.

Diferența dintre anodul de aluminiu și cromat --- Conductiv și neconductiv

Finisaj utilizat în mod obișnuit al radiatorului de extrudare din aluminiu: 1. Curățare 2. Anodizare 3. Cromat

Finisaj utilizat în mod obișnuit al radiatorului din cupru: Antioxidare

4. Placare cu nichel

Metoda de placare a unui strat de nichel pe metal sau pe unele nemetalice prin metode electrolitice sau chimice se numește placare cu nichel. Placarea cu nichel include placarea electromagnetică și placarea cu nichel fără electroși.

Galvanizarea este într-un electrolit compus din sare de nichel, sare conductivă, tampon PH și agent de umectare, nichelul metalic este folosit pentru anod. Când se aplică curent continuu, pe piesele placate se va depune un strat uniform și dens de nichelare. Nichelul strălucitor se obține din soluția de placare cu agent de strălucire, în timp ce nichelul închis se obține din electrolit fără agent de strălucire.

Placarea electroless se mai numește și placare autocatalitică. Procesul specific se referă la procesul în care ionii metalici în soluție apoasă sunt reduși prin agent reducător și precipitați pe suprafața matricei solide în anumite condiții. După cum este definit în ASTM b374 (Societatea Americană pentru Testare și Materiale), placarea autocatalitică este „depunerea unei acoperiri metalice printr-o reducere chimică controlată care este catalizată de metalul sau aliajul depus”. Acest proces este diferit de placarea prin deplasare. Acoperirea poate fi îngroșată în mod continuu, iar metalul placat în sine are și capacitate catalitică.

Placarea cu nichel fără electroși este utilizată în mod obișnuit în industria disipării căldurii datorită lipirii bune.

Tag-uri populare: Radiator de căldură Basic Introduce, China, furnizori, producători, fabrică, personalizat, eșantion gratuit, fabricat în China, Proiectare a chiuvetei de căldură a procesorului, Chiuvetă de răcire de înaltă calitate, Chiuvetă de căldură de înaltă calitate, Chiuvetă de căldură OEM, Camera de vapori, Fermoar cu fermoar fină de căldură