Një përmbledhje e shkurtër mbi projektimin dhe prodhimin e lavamanit të nxehtësisë

Përditësimi i fundit:09/01;Koha për të lexuar: 6 minuta

Lavaman nxehtësie

Një lavaman i nxehtësisë është një pajisje termodinamike që heq nxehtësinë nga sistemet mekanike, elektrike dhe elektronike.Në pajisje dhe makineri të ndryshme, është thelbësore të mbash diapazonin e temperaturës brenda një kufiri specifik për të ruajtur funksionalitetin e asaj pajisjeje ose makine.Këtu hyn në lojë roli i ngrohësve.Për shembull, makineria e rëndë e laptopit tuaj në industri të ndryshme duhet të shpërndajë nxehtësinë e saj.Pra, mendoni se sa gjerësisht përdoret në botën e sotme të teknologjisë.Lavamanët e nxehtësisë shpërndajnë nxehtësinë duke e transferuar atë në një mjedis të rregulluar, të tillë si ajri ose lëngu, dhe më pas largohen nga aparati dhe mediumi transferues.

Ky artikull do të shqyrtojë shkurtimishtpuna e lavamanit të nxehtësisë, hapat e projektimit dhe qasjet e prodhimit.

Puna e lavamanit të nxehtësisë

Ligji Furier i transfertave të nxehtësisë, i cili thotë se nxehtësia rrjedh gjithmonë nga një temperaturë e lartë në një mjedis me temperaturë të ulët, siguron bazën për mënyrën se si funksionon një lavaman i nxehtësisë.Ndërsa pajisjet prodhojnë nxehtësi, e cila është më e nxehtë se ajri ose lëngu përreth, ato e transferojnë atë nxehtësi me përcjellje, konvekcion ose herë pas here rrezatim në një kontakt më të ftohtë.

Le të shohim grafikun e rrjedhës më poshtë për një pamje të qartë të funksionimit të lavamanit të nxehtësisë;

Skema e rrjedhës për punimin e lavamanit të nxehtësisë

·   Mbushëse pasive të nxehtësisë

Lavamanet pasive të nxehtësisë e transferojnë natyrshëm nxehtësinë e përthithur në ajrin e ambientit pa konvekcion të forcës, siç është një ventilator ose qarkullimi i ujit rreth tyre.Këto janë zakonisht në formë të madhe dhe përmbajnë një grup fin të ekspozuar ndaj mjedisit të jashtëm.

·   Lavaman aktiv i nxehtësisë

Lavamani aktiv i nxehtësisë përbëhet nga ventilatori ose ventilatori shtesë dhe lëngu i vendosur për të hequr nxehtësinë, përveç qasjes natyrale.Ky konfigurim shtesë rrit procesin e shpërndarjes së nxehtësisë nga procesi i konvekcionit të detyruar.Për shembull, kur ventilatori funksionon, ai rrit shpejtësinë e ajrit dhe shpejt transferon nxehtësinë nga ngrohësi në mjedisin përreth.

Llogaritja e rezistencës termike

Gjatë projektimit të një lavaman termik, llogaritja e rezistencës totale termike (R_hs) luan një rol jetik në kuptimin e performancës dhe efikasitetit të mundshëm, ndaj le të shohim se si mund të llogaritet;

R_hs= (T_j-T_a/P) – (R_th-jc) – R_I

P= Nxehtësia totale e shpërndarë

T_I= Temperatura maksimale e bashkimit të pajisjes në 0C.

R_th-jc= Rezistenca termike e kryqëzimit në kasë

T_a= Temperatura e ajrit të ambientit në⁰C.

R_I= Rezistenca e materialit ndërfaqe

R_I= (t/L x W x K_I)

t = trashësia e materialit ndërfaqe

K_I=Përçueshmëria termike e materialit ndërfaqe

L = Gjatësia e burimit të nxehtësisë

W = Gjerësia e burimit të nxehtësisë

Dizajni i lavamanit të nxehtësisë

Ka disa hapa në dizajn.Le të hedhim një vështrim në secilën prej tyre shkurtimisht.

1.          Përzgjedhja e materialit

Përçueshmëria termike është një nga karakteristikat thelbësore të një materiali ftohës, sepse lejon transmetimin e shpejtë të nxehtësisë nga një komponent i pajisjes me ngrohje në lavaman dhe mjedis.

Dy materialet kryesore të përdorura për të bërë lavamanë janë bakri dhe lidhjet e aluminit.Kjo për shkak se ato kanë cilësi të shkëlqyera mekanike si forca, rezistenca ndaj korrozionit, qëndrueshmëria dhe përçueshmëria e lartë e nxehtësisë.Megjithatë, megjithëse është mjaft i kushtueshëm, diamanti (2,000 W/m/k) mund të jetë materiali ideal për ngrohëset në pajisjet elektronike me performancë të lartë dhe precizion.

Përveç pjesëve elektronike, bateritë litium-jon prodhojnë shpërndarje të nxehtësisë është e nevojshme.Në një situatë të tillë, bakri ose alumini mund të mos jenë materialet optimale për lavamanin e nxehtësisë.

Zgjidhja e industrisë së automobilave për menaxhimin e nxehtësisë është një material fibër karboni me përçueshmëri më të shkëlqyer.

2.          Rregullimi i fins dhe rrjedha e ajrit

Një faktor tjetër që ndikon në performancën e ftohësit është mediumi ftohës, i cili ndikon ndjeshëm në shkallën e shpërndarjes së nxehtësisë.Prandaj, kur ndërtoni një lavaman nxehtësie, forma, madhësia dhe rregullimi i fijeve janë aspekte të rëndësishme për t'u marrë parasysh.Përdorimi i teknikës së optimizimit parametrik është alternativa më e mirë për të gjetur vlerat ideale të parametrave për të përmbushur kufizimet e deklaruara dhe për të arritur qëllimet e projektimit.

• Përmirësoni hapësirën midis pendëve për të përmirësuar rrjedhën e ajrit dhe për të zvogëluar rezistencën termike.

• Për shkak se një sipërfaqe më e madhe rrit përcjelljen dhe transferimin e nxehtësisë me konvekcion, duke ndihmuar në shpërndarjen e nxehtësisë, merrni parasysh rritjen e trashësisë dhe lartësisë.

• Krijoni një shtresë më të vogël kufitare termike dhe drejtimi i rrjedhës së ajrit u projektua në një kënd ideal me lavamanin e nxehtësisë për të rritur efikasitetin e pendës.

• Pas përgatitjes së dizajnit të pendëve me CAD, mund të simuloni skenarin e transferimit të nxehtësisë për të optimizuar efikasitetin e tij.

3.          Ngjitja e lavamanit të nxehtësisë

Mënyra se si lavamani është i lidhur me elementin ngrohës të pajisjes ndikon gjithashtu në funksionimin e tij.Zgjidhni metodën më të mirë të lidhjes që maksimizon shkallën e transmetimit të nxehtësisë nga opsionet e ndarësit, kapëset e rrafshët të pranverës, epoksi dhe shiriti termik.

4.          Ndërfaqja termike

Defektet dhe vrazhdësia e sipërfaqes së lavamanit të nxehtësisë luajnë një rol në rritjen e rezistencës termike për shkak të uljes së zonës së kontaktit termik dhe presionit të ndërfaqes.Për të kapërcyer këtë problem, materialet e ndërfaqes termike janë zgjidhja më e mirë.Përdorimi i polimereve të lëngshëm, dylli, alumini, grafiti dhe shiritat në sipërfaqen e lavamanit dhe elementit ngrohës të pajisjeve ul rezistencën termike.

5.          Simulimi

Simulimi i Dizajnit është i rëndësishëm për të parë performancën e ftohësit virtualisht.Simulimi kompjuterik jep idenë për përmirësimin dhe konfirmon Dizajnin nëse është i përshtatshëm për aplikacionet e kërkuara apo jo.

Procesi i prodhimit për lavamanin e nxehtësisë

Pas simulimit termik të Dizajnit të ngrohësve, tani është kthyer për prodhim.Le të shohim në detaje procesin e ndryshëm të prodhimit;

1.          CNC-Machining

Lavaman i nxehtësisë i bërë me përpunim CNC

Përpunimi me CNCështë qasja më e mirë për prodhimin e ngrohësve për forma komplekse.Kjo qasje u jep shumë fleksibilitet projektuesve.Një bllok i tërë prej metali përdoret për të krijuar lavamanin ku pendët e kërkuara priten me makinat CNC dhe përkulen nga baza e bllokut.Megjithatë, është një metodë që kërkon kohë dhe me kosto të lartë.

2.          Nxjerrja

Një nga proceset më të zakonshme për prodhimin e ngrohësve ështënxjerrje, e cila përfshin shtypjen e biletave të nxehta të materialit duktil në mbulesë çeliku me rezistencë të lartë për të krijuar pendë pllakash.Ato përdoren për shumicën e aplikacioneve ftohëse që përfshijnë ngrohës alumini.Sigurisht, alumini është materiali më i përdorur për prodhimin e lavamanit të nxehtësisë.

Lavaman nxehtësie i bërë me Extrusion 

Është një procedurë e lirë dhe e drejtpërdrejtë.Ngrohësit mund të përdoren në një sërë mjedisesh funksionimi.Megjithatë, për shkak të kufizimit maksimal të gjerësisë së nxjerrjes, ai nuk mund të përdoret me lavamanët e nxehtësisë që kanë fije të gjera.

3.          Që hedh

Lavaman i bërë me derdhje

Nëqë hedhi ngrohjes,alumini, bakri ose zinku janë materialet e zakonshme.Në këtë proces, shufrat e materialeve të përzgjedhura fillimisht shkrihen dhe injektohen në mbulesën e ftohësit me një farë presioni.Pasi materiali i lëngshëm i injektuar të jetë ngurtësuar në mbulesë, ai lëshohet dhe bëhet përpunimi i mëtejshëm minimal për të eliminuar çdo papërsosmëri të sipërfaqes.Është më mirë të merren forma komplekse me një shkallë të lartë saktësie.

4.          Falsifikim i ftohtë

Lavaman nxehtësie i bërë me falsifikim të ftohtë

Është një tjetër metodë prodhimi me precizion të lartë për lavamanët e nxehtësisë të përshtatshme për aluminin dhe lidhjet e tij.Megjithëse, është gjithashtu i zbatueshëm për bakrin dhe bronzin.Falsifikimi i ftohtë përdor presion ekstrem dhe deformon formën e metalit në temperaturën e dhomës për të krijuar kunja të rrumbullakëta dhe eliptike për lavamanin e nxehtësisë.Përveç kësaj, përdoret për të prodhuar fins me densitet të lartë, të cilat do të përmirësojnë transferimin e nxehtësisë në kushtet e rrjedhës së ajrit me shpejtësi të lartë.

5.          printim 3D

Ngrohës i printuar 3D

Zhvillimi i printimit 3D si një metodë për prodhimin e ngrohësve rezultoi nga përparimi teknologjik.Teknologjitë e shkrirjes së shtratit pluhur dhe depozitimit të energjisë së drejtuar janë dy metodat më të njohura në printimin e lavamanëve të nxehtësisë.

6.          Stampimi

Lavaman i bërë me stampim të ftohtë 

TëvulosjeMetoda përdoret aty ku është e nevojshme të ndërtohen gypat e nxehtësisë brenda pendëve.Më pas, duke shtypur shiritat metalikë, prodhohen pendët.Në rastet kur përdoret teknologjia e stampimit me shpejtësi të lartë, ajo është veçanërisht e efektshme për prodhim masiv.Sidoqoftë, çmimi është i lartë.

konkluzioni

Lavamanet e nxehtësisë janë thelbësore në pajisjet mekanike, elektrike dhe elektronike.Në këtë artikull, unë kam shqyrtuar procesin e detajuar të projektimit dhe prodhimit të fokusuar në pajisjet elektronike.Dizajni i ngrohësve ndikon shumë në shkallën e shpërndarjes së nxehtësisë, kështu që çdo hap i projektimit është thelbësor për t'u ndjekur për të optimizuar performancën.Për më tepër, Simulimi termik pas projektimit ndihmon për të kuptuar skenarin praktik të punës dhe përmirësimin e Dizajnit.

Këtu në ProleanHub, ne kemi dizajnerë me më shumë se një dekadë përvojë dhe njësi të avancuara prodhuese.Ne ofrojmë shërbime të nivelit të lartë të projektimit dhe prodhimit të lavamanëve të nxehtësisë.Përveç kësaj, inxhinierët tanë mekanikë simulojnë Projektimin për të përmirësuar funksionalitetin dhe performancën.Së fundi, departamenti ynë i kontrollit të cilësisë monitoron çdo hap të prodhimit, kështu që ju nuk duhet të bëni kompromis me cilësinë e shërbimit tonë, nëse keni nevojë për prodhimin e lavamanëve, thjeshtna kontaktoni.

FAQ-të

Si mund të përmirësoj efikasitetin e ngrohësve?

Efikasiteti mund të rritet në disa mënyra, duke përfshirë zvogëlimin e rezistencës ndaj nxehtësisë, optimizimin e madhësisë, formës dhe rregullimit të pendës dhe përmirësimin e ndërfaqes së fijeve.

Cili është materiali më i mirë për ngrohjen?

Materialet më të mira për lavamanët janë bakri dhe lidhjet e aluminit.Përsëri, megjithatë, shkalla e transferimit të nxehtësisë mbështetet në Dizajni i lavamanit të nxehtësisë.

Si funksionon ngrohësi?

Lavamanet e nxehtësisë janë bërë nga materiale me përçueshmëri të lartë termike si bakri dhe alumini me fije.Ai ngjitet me komponentët e nxehtë dhe thith nxehtësinë.Pastaj nxehtësia e absorbuar shpërndahet në mjedisin përreth nëpërmjet përcjelljes, konvekcionit ose rrezatimit.

Cilat janë hapat e projektimit për lavamanët e nxehtësisë?

Këtu janë hapat;

1. Përzgjedhja e materialit
2. fiksimi i formës, madhësisë dhe rregullimit të pendëve
3. Fiksimi i lidhjes (Ngrohësuesi dhe komponenti i pajisjes)
4. Ndërlidhja termike e fins
5. Simulimi termik i dizajnit CAD

Cilat janë qasjet e zakonshme të prodhimit për lavamanin e nxehtësisë?

Përpunimi me CNC, derdhja, falsifikimi, stampimi dhe printimi 3D janë qasje të zakonshme.