Са све већом интеграцијом, сложеношћу и интелигенцијом енергетске опреме, број компоненти се стално повећава, а густина снаге компоненти се такође значајно побољшава.
Када густина топлотног флукса радијатора премашује 0.1В/㎡, обично ваздушно хлађење више не може да испуни захтев за расипање топлоте, а већина решења користи течно хлађење за одвођење топлоте. У поређењу са традиционалним самохлађењем и ваздушним хлађењем, течно хлађење има предности снажног капацитета ношења топлоте, заптивања и спречавања прашине, и флексибилне употребе, и широко се користи у дисипацији топлоте енергетских производа.
Принцип рада течног хлађења је уклањање топлоте коју емитују електронске компоненте велике снаге распоређене на површини течно хлађене плоче расхладном течношћу која тече кроз канале протока обрађене унутар плоче, чиме се постиже дисипација топлоте целе опреме. Као основна компонента система за хлађење течности, перформансе дисипације топлоте плоче за хлађење течности директно одређују укупне перформансе система за хлађење.
У овом чланку су тестирана и анализирана три уобичајена канала за струјање плоча са течним хлађењем кроз експерименте и упоређене могућности дисипације топлоте ребрастих течно хлађених плоча, цилиндричних течно хлађених плоча и плоча са течним хлађењем уграђених у бакарне цеви.
1. Пројектни модел и повезани параметри плоче за хлађење течности
Овај чланак дизајнира три типа плоча за течно хлађење, то су плоча за течно хлађење са ребрима, плоча за течно хлађење са цилиндричним ребрима и плоча за течно хлађење са уграђеном бакарном цеви. Спољне димензије течно хлађене хладне плоче су 300мм × 227мм × 22мм, а материјал је легура алуминијума 6063.
Према инжењерском искуству, дебљина ребара је углавном 1,5 ~ 3 мм. С обзиром на то да је обрада претанка је тешка, а вакуумско лемљење захтева одређену дебљину ребара да би се спојила са задњом покривном плочом, па се бира дебљина ребара од 2 мм. Да би се избегао превелики отпор протока, размак мреже ребара је подешен на 3 мм (углавном, размак између зубаца дебљине 1:1 се сматра границом густине ребара).
Према инжењерском искуству, висина пераја је углавном 5 ~ 10 мм. Узимајући у обзир да што су ребра краћа, то је мањи попречни пресек протока, већа је брзина протока и већи отпор протока, у разумном распону дизајна, висина ребара је подешена на 8 мм.
Пречник цилиндра је углавном 3 ~ 5 мм на основу инжењерског искуства. С обзиром да је најужи део ширине канала само 20 мм, да би се обезбедило да постоје два цилиндра у правцу ширине уског канала, пречник цилиндра је пројектован да буде 3 мм. Минимални размак између цилиндара је постављен на 3 мм, а висина стуба је такође подешена на 8 мм.
Плоча за течно хлађење са уграђеном бакарном цеви има бакарну цев са спољним пречником од 10 мм и дебљином зида од 1 мм уграђену у плочу за хлађење течности, а затим спљоштену и фиксирану. Лепак од епоксидне смоле је напуњен између бакарне цеви и плоче за хлађење течности да би се смањио контактни топлотни отпор.
Димензије ребрастих и цилиндричних течних расхладних плоча
Димензије уграђених бакарних цевних плочастих плоча за хлађење
Унутрашњи канал протока ребрасте плоче за хлађење течности
Унутрашњи канал протока цилиндричне течне расхладне плоче
Дебљина течно хлађене хладне плоче подлоге је уједначено дизајнирана да буде 10 мм, што може у потпуности смањити топлотни отпор дифузије и избећи пробијање шрафова кроз водени канал.
Расподела извора топлоте плоче хлађене течношћу је приказана у наставку. Расхладна плоча са течним хлађењем се састоји од 5 модула који генеришу топлоту и равномерно су распоређени на проточном каналу. Постоје два ИГБТ модула изнад течно хлађене плоче, сваки са потрошњом топлоте од 600В; Испод се налазе три диодна модула, сваки са потрошњом топлоте од 200В и укупном потрошњом топлоте од 1800В. Да би се побољшала контактна топлотна отпорност, термална маст се пуни између грејног модула и течне хладне плоче.
мерни систем
Главни систем мерења овог тестног стола је приказан на следећој слици, укључујући мерење протока, мерење притиска и мерење температуре.
Распоред тачака мерења температуре приказан је на слици. За овај експеримент распоређено је укупно 8 тачака мерења температуре. Међу њима, Т1 до Т6 су распоређени на плочи за хлађење течности, а друге две тачке се користе за мерење улазне и излазне температуре флуида, које су распоређене на тросмерним вентилима улазног и излазног манометра. Разлог зашто су температурне тачке за мерење дотока и одлива воде овде распоређене, одвојене од течне расхладне плоче, углавном је да се избегне утицај система грејања на течној расхладној плочи.
тестирање и анализу података
Овим су тестирана три типа плоча са течним хлађењем и добијени су тестни подаци као што је приказано у табелама 1, 2 и 3.
Анализом података о испитивању утврђено је да је под истим протоком и условима улазне температуре, температура на свакој тачки мерења температуре ребрасте течне расхладне плоче најнижа, затим цилиндричне плоче за хлађење течности и уграђене бакарне цеви. плоча за хлађење течности има највишу температуру.
Просечна температура цилиндричне течне расхладне плоче је 2,5 степена виша од оне плоче за хлађење са ребрима, просечна температура плоче за хлађење са течном цеви уграђене у бакарне цеви је 8,5 степени виша од температуре плоче за хлађење са ребрима, а просечна температура уграђене бакарне цеви плоча за течно хлађење је 6 степени виша од оне цилиндричне плоче за хлађење течности.
Табела 1 Подаци о испитивању плоче за хлађење ребрасте течности
Табела 2 Подаци о испитивању цилиндричне течне расхладне плоче
Табела 3 Подаци о испитивању уграђене бакарне цеви за течно хлађење плоче
закључак
У овом чланку су кроз експерименте тестиране три уобичајене течно хлађене плоче, а то су ребрасте плоче хлађене течношћу, цилиндричне плоче хлађене течношћу и уграђене плоче са течним хлађењем од бакарне цеви.
Након анализе података о испитивању, установљено је да је под истим условима рада плоча са ребрима течном хлађењем имала најнижу температуру испитивања и најбољи ефекат дисипације топлоте; Цилиндрична течна расхладна плоча је друга, са просечном температуром за 2,5 степена вишом од оне плоче за хлађење са ребрима; Плоча за течно хлађење типа бакарне цеви има највишу температуру испитивања и најгори ефекат дисипације топлоте, са просечном температуром за 8,5 степени вишом од оне плоче за хлађење са течним типом пераја.
Иако је ефекат дисипације топлоте уграђене цевне течне расхладне плоче слаб, њени трошкови обраде су најнижи међу ова три типа плоча за течно хлађење. Под претпоставком топлотног дизајна, коришћење плоче за течно хлађење уграђене у бакарну цев може смањити трошкове.
Popularne oznake: дизајн и анализа канала за проток хладне плоче са течним хлађењем, Кина, добављачи, произвођачи, фабрика, прилагођени, бесплатни узорак, направљени у Кини
