İstilik qəbuledicilərinin dizaynı və istehsalına dair qısa icmal

Son yeniləmə: 09/01;Oxumaq üçün vaxt: 6 dəqiqə

İstilik qəbuledicisi

İstilik qəbuledicisi mexaniki, elektrik və elektron sistemlərdən istiliyi çıxaran termodinamik bir cihazdır.Müxtəlif cihazlarda və maşınlarda, həmin cihazın və ya maşının funksionallığını qorumaq üçün temperatur diapazonunu müəyyən həddə saxlamaq vacibdir.Burada soyuducuların rolu oynanır.Məsələn, dizüstü kompüterinizin müxtəlif sənayelərdəki ağır texnikası onun istiliyini dağıtmalıdır.Beləliklə, müasir texnologiya dünyasında nə qədər geniş istifadə edildiyini düşünün.İstilik qəbulediciləri istiliyi hava və ya maye kimi tənzimlənən bir mühitə ötürərək yayır, sonra aparatdan və ötürücü mühitdən xaric edilir.

Bu məqalə qısaca keçəcəkistilik qurğusunun işləməsi, dizayn addımları və istehsal yanaşmaları.

İstilik qəbuledicisinin işi

İstiliyin həmişə yüksək temperaturdan aşağı temperaturlu mühitə keçdiyini bildirən Furyenin istilik köçürmə qanunu istilik qurğusunun necə işləməsinin əsasını təşkil edir.Cihazlar ətrafdakı havadan və ya mayedən daha isti olan istilik istehsal edərkən, bu istiliyi keçiricilik, konveksiya və ya bəzən radiasiya yolu ilə daha soyuq kontakta ötürürlər.

İstilik qəbuledicisinin işini aydın şəkildə görmək üçün aşağıdakı sxemə nəzər salaq;

İstilik qəbuledicisinin işləmə sxemi

·   Passiv qızdırıcılar

Passiv soyuducular təbii olaraq udulmuş istiliyi ətrafdakı havaya, məsələn, fan və ya onların ətrafında su dövranı kimi güc konveksiyası olmadan ötürür.Bunlar adətən böyük formada olurlar və xarici mühitə məruz qalan üzgəc sırasını ehtiva edirlər.

·   Aktiv soyuducu

Aktiv istilik qurğusu təbii yanaşmadan fərqli olaraq istiliyi aradan qaldırmaq üçün quraşdırılmış əlavə fan və ya üfleyicidən və mayedən ibarətdir.Bu əlavə quraşdırma məcburi konveksiya prosesi ilə istilik yayılması prosesini artırır.Məsələn, fan işləyərkən havanın sürətini artırır və istiliyi istilik qurğusundan ətraf mühitə sürətlə ötürür.

İstilik müqavimətinin hesablanması

İstilik qəbuledicisinin dizaynı zamanı ümumi istilik müqavimətinin hesablanması (R_hs) potensial performans və səmərəliliyin başa düşülməsində mühüm rol oynayır, ona görə də onun necə hesablana biləcəyinə baxaq;

R_hs= (T_j-T_a/P) – (R_th-jc) – R_I

P= Ümumi yayılan istilik

T_I= 0C-də cihazın maksimum birləşmə temperaturu.

R_th-jc= Korpusun istilik müqavimətinə keçid

T_a= Ətraf havanın temperaturu⁰C.

R_I= İnterfeys materialının müqaviməti

R_I= (t/U x G x K_I)

t = interfeys materialının qalınlığı

K_I=İnterfeys materialının istilik keçiriciliyi

L = İstilik mənbəyinin uzunluğu

W = İstilik mənbəyinin eni

İstilik qəbuledicisinin dizaynı

Dizaynda bir neçə addım var.Onların hər birinə qısaca nəzər salaq.

1.          Materialın seçilməsi

İstilik keçiriciliyi istilik qurğusunun materialının əsas xüsusiyyətlərindən biridir, çünki o, qızdırılan cihazın komponentindən istiliyin lavaboya və ətraf mühitə sürətlə ötürülməsinə imkan verir.

İstilik qurğularının istehsalı üçün istifadə olunan iki əsas material mis və alüminium ərintiləridir.Bunun səbəbi onların möhkəmlik, korroziyaya qarşı müqavimət, davamlılıq və yüksək istilik keçiriciliyi kimi əla mexaniki keyfiyyətlərə malik olmasıdır.Bununla belə, olduqca baha olsa da, almaz (2000 Vt/m/k) yüksək performanslı və dəqiq elektron cihazlarda istilik qəbulediciləri üçün ideal material ola bilər.

Elektronika hissələrinə əlavə olaraq, litium-ion batareyaları istilik yayılmasını təmin etmək lazımdır.Belə bir vəziyyətdə, mis və ya alüminium istilik qurğusu üçün optimal materiallar olmaya bilər.

Avtomobil sənayesinin istilik idarəçiliyi üçün həlli daha möhtəşəm keçiriciliyə malik karbon lifli materialdır.

2.          Üzgəclərin düzülüşü və hava axını

İstilik qurğusunun işinə təsir edən başqa bir amil, istilik yayılması sürətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən soyuducu mühitdir.Buna görə də, bir istilik qurğusu qurarkən, forma, ölçü və fin tənzimləməsi nəzərə alınmalı vacib aspektlərdir.Parametrik optimallaşdırma texnikasından istifadə, göstərilən məhdudiyyətlərə uyğun ideal parametr dəyərlərini tapmaq və dizayn məqsədlərinə çatmaq üçün ən yaxşı seçimdir.

• Hava axını yaxşılaşdırmaq və istilik müqavimətini azaltmaq üçün qanadlar arasındakı boşluğu yaxşılaşdırın.

• Daha böyük bir səth sahəsi keçiriciliyi və konveksiya ilə istilik ötürülməsini artırır, istilik yayılmasına kömək edir, qalınlığı və hündürlüyü artırmağı düşünün.

• Daha kiçik bir termal sərhəd təbəqəsi yaradın və hava axınının istiqaməti fin səmərəliliyini artırmaq üçün soyuducu ilə ideal bucaq altında dizayn edilmişdir.

• Üzgəclərin dizaynını CAD ilə hazırladıqdan sonra onun səmərəliliyini optimallaşdırmaq üçün istilik ötürmə ssenarisini simulyasiya edə bilərsiniz.

3.          İstilik qəbuledicisinin quraşdırılması

Lavabonun cihazın qızdırıcı elementinə qoşulma üsulu da onun nə qədər yaxşı işləməsinə təsir göstərir.İstilik ötürmə sürətini maksimize edən ən yaxşı birləşdirici metodu seçin.

4.          Termal interfeys

İstilik qəbuledicisinin qüsurları və səthi pürüzlülüyü, termal təmas sahəsinin və interfeys təzyiqinin azalması səbəbindən istilik müqavimətinin artırılmasında rol oynayır.Bu problemi aradan qaldırmaq üçün termal interfeys materialları ən yaxşı seçimdir.İstilik qəbuledicisinin və cihazların qızdırıcı elementinin səthində maye polimerlər, mum, alüminium, qrafit və lentlərdən istifadə istilik müqavimətini azaldır.

5.          Simulyasiya

Dizaynın simulyasiyası istilik qurğusunun işini virtual olaraq görmək üçün vacibdir.Kompüter Simulyasiyası təkmilləşdirmə ideyasını verir və Dizaynın tələb olunan tətbiqlərə uyğun olub-olmadığını təsdiqləyir.

İstilik qəbuledicisi üçün istehsal prosesi

Qızdırıcıların Dizaynını termal olaraq simulyasiya etdikdən sonra, indi istehsala çevrildi.Müxtəlif istehsal prosesini ətraflı nəzərdən keçirək;

1.          CNC emal

CNC emal ilə hazırlanmış istilik qəbuledicisi

CNC emalmürəkkəb formalar üçün istilik qurğusu istehsalı üçün ən yaxşı yanaşmadır.Bu yanaşma dizaynerlərə çox rahatlıq verir.Lavabonun yaradılması üçün bütöv bir metal blok istifadə olunur, burada tələb olunan qanadlar CNC maşınları ilə kəsilir və blokun altından əyilir.Bununla belə, bu, çox vaxt aparan və yüksək xərc tələb edən bir üsuldur.

2.          Ekstruziya

İstilik qəbuledicilərinin istehsalı üçün ən ümumi proseslərdən biriekstruziya, bu, boşqab üzgəcləri yaratmaq üçün çevik materialın isti çubuqlarının yüksək möhkəmlikli polad kalıpa basılmasını nəzərdə tutur.Onlar alüminium soyuducuları əhatə edən əksər soyutma tətbiqləri üçün istifadə olunur.Əlbəttə ki, alüminium istilik qurğusu istehsalı üçün ən çox istifadə olunan materialdır.

Ekstruziya ilə hazırlanmış istilik qəbuledicisi 

Bu, ucuz və sadə prosedurdur.İstilik qurğuları müxtəlif iş mühitlərində istifadə edilə bilər.Bununla belə, maksimum ekstruziya eni məhdudiyyətinə görə, geniş qanadları olan istilik qurğuları ilə istifadə edilə bilməz.

3.          Castinq

Döküm ilə hazırlanmış istilik qəbuledicisi

İçindətökməqızdırıcının,alüminium, mis və ya sink ümumi materiallardır.Bu prosesdə seçilmiş materialların külçələri əvvəlcə əridilir və müəyyən təzyiqlə soyuducunun kalıbına vurulur.Enjekte edilmiş maye material kalıpda bərkidikdən sonra sərbəst buraxılır və səth qüsurlarını aradan qaldırmaq üçün əlavə minimal emal aparılır.Yüksək dərəcədə dəqiqliklə mürəkkəb formalar əldə etmək yaxşıdır.

4.          Soyuq döymə

Soyuq döymə ilə hazırlanmış istilik qəbuledicisi

Bu, alüminium və onun ərintiləri üçün uyğun olan istilik qəbulediciləri üçün başqa bir yüksək dəqiqlikli istehsal yanaşmasıdır.Baxmayaraq ki, mis və bürünc üçün də tətbiq olunur.Soyuq döymə həddindən artıq təzyiqdən istifadə edir və istilik qəbuledicisi üçün dairəvi və elliptik sancaqlar yaratmaq üçün otaq temperaturunda metal formasını deformasiya edir.Bundan əlavə, yüksək sürətli hava axını şəraitində istilik köçürməsini artıracaq yüksək sıxlığa malik qanadlar istehsal etmək üçün istifadə olunur.

5.          3D çap

3D çaplı İstilik Qəbuledici

İstilik qəbuledicilərinin istehsalı üçün bir üsul kimi 3D çapın inkişafı texnoloji tərəqqinin nəticəsidir.Toz yatağı füzyonu və yönəldilmiş enerjinin çökdürülməsi texnologiyaları istilik alıcılarının çapında ən populyar iki üsuldur.

6.          Ştamplama

Soyuq Ştamplama ilə hazırlanmış istilik qəbuledicisi 

Theştamplamaüsul, finişlərin içərisində istilik borularının tikintisinin zəruri olduğu yerlərdə istifadə olunur.Daha sonra, metal zolaqlara basaraq, qanadlar istehsal olunur.Yüksək sürətli ştamplama texnologiyasından istifadə edildiyi hallarda, kütləvi istehsal üçün xüsusilə təsirlidir.Buna baxmayaraq, qiymət yüksəkdir.

Nəticə

İstilik qəbulediciləri mexaniki, elektrik və elektron cihazlarda vacibdir.Bu yazıda mən elektronika cihazlarına yönəlmiş ətraflı dizayn prosesini və istehsalı nəzərdən keçirdim.İstilik qəbuledicilərinin dizaynı istilik yayılması sürətinə ciddi təsir göstərir, buna görə də performansı optimallaşdırmaq üçün hər bir dizayn addımını izləmək çox vacibdir.Bundan əlavə, dizayndan sonra istilik simulyasiyası praktiki iş ssenarisini başa düşməyə və Dizaynı təkmilləşdirməyə kömək edir.

Burada ProleanHub-da on ildən artıq təcrübəyə və qabaqcıl istehsal bölmələrinə malik dizaynerlərimiz var.Biz yüksək səviyyəli istilik radiatorlarının dizaynı və istehsalı xidmətlərini təqdim edirik.Bundan əlavə, mexaniki mühəndislərimiz funksionallığı və performansı yaxşılaşdırmaq üçün Dizaynı simulyasiya edirlər.Nəhayət, keyfiyyətə nəzarət departamentimiz hər bir istehsal addımına nəzarət edir, beləliklə, siz istilik qurğusunun istehsalına ehtiyacınız varsa, xidmət keyfiyyətimizdən güzəştə getməyinizə ehtiyac yoxdur.Bizimlə əlaqə saxlayın.

Tez-tez verilən suallar

İstilik qəbuledicilərinin səmərəliliyini necə artırmaq olar?

Səmərəlilik bir neçə yolla artırıla bilər, o cümlədən istilik müqavimətini azaltmaq, üzgəc ölçüsünü, formasını və düzülməsini optimallaşdırmaq və üzgəc interfeysini təkmilləşdirmək.

Qızdırıcılar üçün ən yaxşı material hansıdır?

İstilik qurğuları üçün ən yaxşı materiallar mis və alüminium ərintiləridir.Yenə də, istilik ötürmə sürəti istilik qurğusunun dizaynından asılıdır.

İstilik qəbuledicisi necə işləyir?

İstilik qurğuları mis və alüminium kimi yüksək istilik keçiriciliyi olan materiallardan hazırlanmışdır.Qızdırılan komponentlərə yapışır və istiliyi udur.Sonra udulmuş istilik keçiricilik, konveksiya və ya radiasiya vasitəsilə ətraf mühitə yayılır.

İstilik qəbulediciləri üçün dizayn addımları hansılardır?

Budur addımlar;

1. Materialın seçilməsi
2. üzgəclərin formasının, ölçüsünün və düzülməsinin bərkidilməsi
3. Qoşmanın bərkidilməsi (istilik qəbuledicisi və cihaz komponenti)
4. Üzgəclərin termal interfeysi
5. CAD dizaynının termal simulyasiyası

İstilik qəbuledicisi üçün ümumi istehsal yanaşmaları hansılardır?

CNC emal, tökmə, döymə, ştamplama və 3D çap ümumi yanaşmalardır.