С нарастващата интеграция, сложност и интелигентност на енергийното оборудване, броят на компонентите непрекъснато се увеличава, а плътността на мощността на компонентите също значително се подобрява.
Когато плътността на топлинния поток на радиатора надвиши 0,1 W/㎡, обикновеното въздушно охлаждане вече не може да отговори на изискването за разсейване на топлината и повечето решения използват течно охлаждане за разсейване на топлината. В сравнение с традиционното самоохлаждане и въздушно охлаждане, течното охлаждане има предимствата на силен топлинен капацитет, уплътняване и предотвратяване на прах и гъвкава употреба и се използва широко при разсейване на топлината на енергийни продукти.
Принципът на работа на течното охлаждане е да се отстрани топлината, излъчвана от високомощни електронни компоненти, разположени на повърхността на охлажданата с течност плоча, чрез охлаждащата течност, протичаща през каналите на потока, обработени вътре в плочата, като по този начин се постига разсейване на топлината на цялото оборудване. Като основен компонент на системата за течно охлаждане, ефективността на разсейване на топлината на плочата за течно охлаждане директно определя цялостната производителност на охладителната система.
Тази статия тества и анализира чрез експерименти три често срещани течно охлаждани плочи с течно охлаждане и сравнява възможностите за разсейване на топлината на оребрени плочи с течно охлаждане, цилиндрични плочи с течно охлаждане и плочи с течно охлаждане с вградена медна тръба.
1. Проектен модел и свързани параметри на плоча за течно охлаждане
Тази статия проектира три типа плочи за течно охлаждане, те са плоча за течно охлаждане с ребра, плоча за течно охлаждане с цилиндрични ребра и плоча за течно охлаждане с вградена медна тръба. Външните размери на студената плоча с течно охлаждане са 300 mm × 227 mm × 22 mm, а материалът е алуминиева сплав 6063.
Според инженерния опит дебелината на перките обикновено е 1,5~3 mm. Като се има предвид, че машинната обработка е твърде тънка е трудна, а вакуумното спояване изисква определена дебелина на ребрата, за да се свърже със задния капак, така че е избрана дебелина на ребрата от 2 mm. За да се избегне прекомерно съпротивление на потока, нетното разстояние между ребрата е зададено на 3 mm (като цяло разстоянието между зъбите с дебелина 1:1 се счита за ограничение на плътността на ребрата).
Според инженерния опит височината на перките обикновено е 5~10 mm. Като се има предвид, че колкото по-къси са ребрата, толкова по-малко е напречното сечение на потока, толкова по-висока е скоростта на потока и по-голямо съпротивление на потока, в рамките на разумен проектен диапазон, височината на ребрата е зададена на 8 mm.
Диаметърът на цилиндъра обикновено е 3~5 mm въз основа на инженерния опит. Като се има предвид, че най-тясната част от ширината на канала е само 20 mm, за да се гарантира, че има два цилиндъра в посоката на ширината на тесния канал, диаметърът на цилиндъра е проектиран да бъде 3 mm. Минималното светло разстояние между цилиндрите е зададено на 3 mm, а височината на колоната също е зададена на 8 mm.
Плочата за течно охлаждане с вградена медна тръба приема медна тръба с външен диаметър 10 mm и дебелина на стената 1 mm, вградена в плочата за течно охлаждане и след това сплескана и фиксирана. Лепилото от епоксидна смола е запълнено между медната тръба и плочата за течно охлаждане, за да се намали контактното термично съпротивление.
Размери на оребрени и цилиндрични плочи за течно охлаждане
Размери на вградени медни тръбни плочи за течно охлаждане
Вътрешен канал за поток на оребрена плоча за течно охлаждане
Вътрешен канал за поток на цилиндрична плоча за течно охлаждане
Дебелината на охладения с течност субстрат от студена плоча е равномерно проектирана да бъде 10 mm, което може напълно да намали дифузионното термично съпротивление и да избегне пробиването на винтовете през водния канал.
Разпределението на източника на топлина на плочата с течно охлаждане е показано по-долу. Охлаждащата плоча с течно охлаждане се състои от 5 модула, които генерират топлина и са равномерно разположени по канала на потока. Има два IGBT модула над течно охлажданата плоча, всеки с топлинна консумация от 600W; Отдолу има три диодни модула, всеки с топлинна консумация 200W и обща топлинна консумация 1800W. За да се подобри контактното термично съпротивление, между нагревателния модул и течната студена плоча се напълва термопаста.
система за измерване
Основната измервателна система на този тестов стенд е показана на следващата фигура, включително измерване на потока, измерване на налягането и измерване на температурата.
Разположението на точките за измерване на температурата е показано на фигурата. За този експеримент бяха подредени общо 8 точки за измерване на температурата. Сред тях T1 до T6 са разположени върху плочата за охлаждане на течността, а другите две точки се използват за измерване на температурите на флуида на входа и изхода, които са съответно разположени на трипътните вентили на манометрите на входа и изхода. Причината, поради която температурните точки за измерване на входящия и изходящия поток на водата са разположени тук, отделени от плочата за течно охлаждане, е главно да се избегне влиянието на нагревателната система върху плочата за течно охлаждане.
тестване и анализ на данни
Това тества три типа плочи с течно охлаждане и получава данни от теста, както е показано в таблици 1, 2 и 3.
Чрез анализ на данните от изпитването беше установено, че при еднакви условия на скорост на потока и температура на входа, температурата във всяка точка на измерване на температурата на оребрената плоча за охлаждане на течността е най-ниската, следвана от цилиндричната плоча за охлаждане на течността и вградената медна тръба плочата за течно охлаждане има най-висока температура.
Средната температура на цилиндричната плоча за течно охлаждане е с 2,5 градуса по-висока от тази на плочата за течно охлаждане с ребра, средната температура на плочата за течно охлаждане с вградена медна тръба е с 8,5 градуса по-висока от тази на плочата за течно охлаждане с ребра и средната температура на вградената медна тръба плочата за течно охлаждане е с 6 градуса по-висока от тази на цилиндричната плоча за течно охлаждане.
Таблица 1 Данни от изпитването на оребрена плоча за течно охлаждане
Таблица 2 Данни от изпитването на цилиндрична плоча за течно охлаждане
Таблица 3 Данни от теста на плоча за течно охлаждане с вградена медна тръба
заключение
Тази статия тества чрез експерименти три често срещани плочи с течно охлаждане, които са оребрени плочи с течно охлаждане, цилиндрични плочи с течно охлаждане и плочи с вградена медна тръба с течно охлаждане.
След анализиране на данните от изпитването беше установено, че при същите работни условия оребрената плоча с течно охлаждане има най-ниската температура на изпитване и най-добрия ефект на разсейване на топлината; Цилиндричната плоча за течно охлаждане е втора, със средна температура с 2,5 градуса по-висока от тази на оребрената плоча за течно охлаждане; Плочата за течно охлаждане тип медна тръба има най-високата тестова температура и най-лошия ефект на разсейване на топлината, със средна температура с 8,5 градуса по-висока от тази на плочата за течно охлаждане от тип перка.
Въпреки че ефектът на разсейване на топлината на вградената тръбна плоча за течно охлаждане е слаб, разходите за нейната обработка са най-ниските сред тези три вида плочи за течно охлаждане. Съгласно предпоставката за допускане на топлинен дизайн, използването на вградена в медна тръба плоча за течно охлаждане може да намали разходите.
Популярни тагове: проектиране и анализ на канал за поток от студена плоча с течно охлаждане, Китай, доставчици, производители, фабрика, персонализирана, безплатна проба, произведено в Китай
