В этой статье в основном представлены базовые знания по тепловому проектированию электронного оборудования, и проектировщики тепловых систем должны быть знакомы с этими базовыми знаниями, если они хотят провести термический анализ или стать квалифицированным проектировщиком электронного рассеивания тепла. Только дизайнер, владеющий базовыми знаниями о теплопроводности, в зависимости от режима работы оборудования и количества выделяемого тепла, может спроектировать один или несколько подходящих для режима охлаждения теплопроводности промышленной площадки, чтобы удовлетворить потребности теплопроводности оборудования промышленной площадки.
Ключевые слова
Режим теплопередачи
уравнение сохранения массы
Методика расчета и порядок отвода тепла отопительного устройства
Естественное охлаждение
Принудительное вентиляционное охлаждение
Прямое жидкостное охлаждение
Пластина непрямого жидкостного охлаждения
Содержание статьи
Второй закон термодинамики гласит, что тепло всегда самопроизвольно и необратимо, от высокой температуры к низкой температуре, то есть, пока существует разница температур, тепло будет самопроизвольно передаваться от высокой температуры к низкой температуре, образуя теплообмен. Существует три режима теплопередачи: проводимость, конвекция и излучение. Они могут появляться поодиночке или в двух или трех формах одновременно.
Сохранение массы при движении жидкости означает, что общая масса жидкости, протекающей через определенное пространство, остается постоянной, и любая задача потока должна удовлетворять закону сохранения массы. Уравнение неразрывности органа управления имеет вид:
Закон сохранения импульса — один из важнейших и универсальных законов сохранения в природе. Это относится как к макроскопическим объектам, так и к микроскопическим частицам. Он подходит как для объектов, движущихся с низкой скоростью, так и для объектов, движущихся с высокой скоростью. Это применимо как к консервативным, так и к неконсервативным системам. Закон сохранения импульса — фундаментальный закон, которому должна подчиняться любая движущаяся система, в том числе любая текучая, когда на нее не действуют внешние силы. Это уравнение можно интерпретировать следующим образом: результирующая сила, действующая на жидкость в органе управления, равна совокупной величине импульса, выходящего из тела управления в единицу времени, минус импульс, поступающий в орган управления в единицу времени, плюс импульс жидкости в органе управления. тела в единицу времени. Уравнение импульса тела управления имеет вид:
Проектирование теплоотвода и проводимости является важным аспектом проектирования надежности оборудования. Электронное оборудование, пока электричество имеет тепло, является источником тепла, выделяемое тепло равно рассеиваемой мощности. Рассеиваемая мощность (мощность нагрева) является основой теплового расчета и может быть определена экспериментальными и теоретическими расчетами. Как правило, увеличьте коэффициент безопасности, консервативное значение, подходящее выше. Тепловой расчет обычно разрабатывается для самых тяжелых условий: самая высокая температура окружающей среды и максимальное рассеивание тепла. В целом, проектирование теплоотвода и проводимости электронного оборудования должно соответствовать следующим аспектам и этапам:
（1) Определите площадь рассеивания тепла нагревательного устройства, предельный диапазон температуры окружающей среды радиатора или окружающей воздушной среды;
（2) Определить конвективную плотность и режим рассеивания тепла;
（3) Провести анализ нагрузки на несколько ключевых компонентов отопления, определить их максимально допустимую температуру и энергопотребление, а также проанализировать интенсивность их отказов в зависимости от температуры;
（4) Рассчитайте тепловую плотность в зависимости от способа установки нагревательного устройства и всего оборудования;
（5) Максимальная рабочая температура поверхности определяется внутренним термическим сопротивлением устройства;
（6) Рассчитайте общее значение теплового барьера между устройством и конечной поверхностью рассеивания тепла;
（7) Рассчитайте и распределите тепловой барьер в соответствии с измерением тепловыделения и другими факторами, а также оцените его для определения режима теплопроводности и режима охлаждения.
Размещенное естественное охлаждение представляет собой единое действие рассеивания тепла, конвекции и радиационной теплопередачи или сочетание более двух форм теплопередачи, преимущества высокой надежности и низкой стоимости. На естественное охлаждение сильно влияет внешняя среда, и на пути проводимости возникают легкие препятствия для теплопроводности, что увеличивает сопротивление теплопроводности, тем самым уменьшая скорость передачи тепла по воздуху и дозу потока воздуха. Таким образом, в случае помех со стороны окружающей среды вне оборудования этот метод охлаждения является относительно простым, эффективным и экономичным методом охлаждения. Он не требует оборудования для перекачки охлаждающей жидкости, такого как вентиляторы или перекачивающие насосы, и позволяет избежать проблем с надежностью системы, вызванных износом или выходом из строя компонентов оборудования. Поэтому следует отдавать предпочтение естественным методам охлаждения.
При принудительном воздушном охлаждении более энергоемкое интегрированное электронное оборудование и большее количество тепла не могут полагаться на оборудование для охлаждения с естественным ветром, поскольку оно имеет более высокую скорость конвекции и больший поток, чем воздух при естественном охлаждении, и некоторые другие. По сравнению с режимом теплопроводности режима принудительного охлаждения этот режим охлаждения имеет преимущества простой конструкции, низкой стоимости и простоты обслуживания.
То, что мы называем прямым жидкостным охлаждением, заключается в том, что нагревательная часть электронных компонентов оборудования напрямую контактирует с охлаждающей жидкостью для теплообмена. Компоненты отопления передают выделяемое тепло охлаждающей жидкости, в результате чего тепло снижается, а температура охлаждающей жидкости увеличивается, а затем избыточное тепло теряется охлаждающей жидкостью. Этот метод охлаждения подходит для оборудования с высокой тепловой плотностью или высокой плотностью интеграции электронных компонентов. Метод охлаждения требует высоких характеристик нагревательных компонентов и теплоносителя. Охлаждающая жидкость должна отвечать требованиям высокой температуры кипения, неразложения, неиспарения и других характеристик при рабочей температуре электронного оборудования, а также соответствовать требованию, чтобы охлаждающая жидкость не влияла на работу оборудования.
Непрямое жидкостное охлаждение, широко известное как непрямое жидкостное охлаждение, относится к тому, что охлаждающая жидкость не контактирует напрямую с нагревательными электронными компонентами, но через опорную плиту внешнего оборудования и другие промежуточные модули нагревательных компонентов контактирует тепло, выделяющее тепло, с косвенным охлаждающим веществом. , охлаждающая жидкость после нагрева, а затем через поверхность потери охлаждающей жидкости для достижения цели непрямого охлаждения. Конструкция системы непрямого жидкостного охлаждения в основном требует хорошего пути теплопроводности между источником тепла и промежуточной средой, чтобы максимально снизить сопротивление теплового контакта. В этом методе охлаждающая жидкость не контактирует напрямую с электронными компонентами, что может уменьшить загрязнение электронного оборудования, а потребность в охлаждающей жидкости выше, чем в жидкости прямого охлаждения, а обслуживание простое.
