Kirish
Issiqlik moslamalari bizning elektronikamizning muammosiz ishlashida katta rol o'ynaydi. Har doim protsessorlar, grafik protsessorlar yoki har qanday yuqori{1}}quvvatli qismlar bilan ishlayotgan bo‘lsangiz, bu kichik bolalar butun issiqlikni so‘rib olish va narsalarni qovurmaslik uchun harakat qilishadi. Agar siz muhandis-yoki shunchaki qiziquvchan bo‘lsangiz{4}}issiqlik moslamasi dizayni asoslarini bilishingiz shart.
Xo'sh, issiqlik qabul qiluvchi nimadan yasalgan? Bu to'g'ridan-to'g'ri issiq komponentga o'tiradigan taglikdan boshlanadi va sirt maydonini oshirish uchun shamollatuvchi qanotlardan boshlanadi, bu esa issiqlikni tezroq to'kishga yordam beradi. Katta qiyinchilik har doim bir xil bo'ladi: butun sozlashni katta yoki noqulay holga keltirmasdan, iloji boricha tezroq manbadan issiqlikni olib tashlang. Bu to'g'ri materiallarni tanlash va lavaboni to'g'ri shakllantirishni anglatadi. Alyuminiy ko'pchilik uchun-engil va arzon, lekin agar siz eng yaxshi ishlashni istasangiz, mis qimmatroq bo'lsa ham-do'stingizdir.
Issiqlik moslamasini loyihalashda birinchi qadam - bu siz qancha issiqlik bilan ishlayotganingizni aniqlashdir. Oʻyin kompyuteri haqida oʻylab koʻring{1}}bu protsessorlar 100 vattdan yaxshi quvvat chiqarishi mumkin. Sizga bunday yukga bardosh beradigan issiqlik moslamasi kerak. Bundan tashqari, atrof-muhit muhim ahamiyatga ega. Ehtimol, sizning qurilmangiz deyarli havo oqimi bilan mahkam yopilgan yoki havo harakatlanishi uchun juda ko'p joy mavjud. Qanday bo'lmasin, muhandislar issiqlik qayerda to'planishi va qanday harakat qilishini aniqlash uchun hisoblash suyuqliklari dinamikasi kabi simulyatsiya vositalariga tayanadilar.
Aqlli hiylalardan biri taglik qalinligini-odatda 3 dan 5 millimetrgacha o'zgartirishdir. Buni to'g'ri qabul qiling, shunda siz issiqlikni bir tekisda tarqatasiz, bu bezovta qiluvchi issiq nuqtalarni ular boshlanishidan oldin to'xtatasiz. Ushbu asoslarni tushunganingizdan so'ng, siz tafsilotlarga sho'ng'ishingiz mumkin: qanot shakllari, havo oqimi yo'llari, issiqlik qarshiligini qanday kamaytirish va issiqlik qabul qiluvchining qo'shimcha og'irlik yoki shovqin qo'shmasdan mukammal mos kelishiga qanday ishonch hosil qilish. Oxir-oqibat, bu shunchaki sovutish emas,-hamma narsa birgalikda, jim va samarali ishlashiga ishonch hosil qilishdir.
Kengaytirilgan issiqlik tarqalishi uchun fin geometriyasini optimallashtirish
Fin dizayni haqiqatan ham issiqlik qabul qiluvchining ishlashini yaratadi yoki buzadi. Parchalar sirt maydonini oshiradi, bu esa issiqlikning havoga chiqishi uchun yaxshi imkoniyat beradi. Muhandislar issiqlik moslamasini optimallashtirish ustida ishlaganda, qanotlarning balandligi, qalinligi, bir-biridan qanchalik uzoqligi va qanday shaklga ega ekanligi kabi narsalarga qarashadi. Juda baland bo'yli yoki ularni juda yaqin yig'ib qo'ysangiz, vaziyatni yomonlashtirasiz-havo harakatlana olmaydi va sovutish tez tushadi. Bo'shliq uchun shirin joy odatda 1 dan 3 mm gacha bo'lgan joyda o'tiradi. Bu havo o'tishiga imkon beradi va shu bilan birga ko'p aloqa qiladi.
Sizda ham turli uslublar bor. Pin qanotlari-kichik tsilindrlar-har qanday yo‘nalishda havo kirib kelganda, masalan, tabiiy konveksiyali va fanatsiz qurilmalarda yaxshi ishlaydi, deb hisoblaydi. Boshqa tomondan, ventilyatorlar havoni to'g'ridan-to'g'ri itarib yuborsa, plastinka qanotlari porlaydi. Va materiallarni esdan chiqarmasligimiz kerak: mis issiqlikni tezroq uzatadi, lekin uni korroziyaga duchor qilmaslik uchun uni qoplashingiz kerak.
Sinov bularning barchasining katta qismidir. Muhandislar “issiqlik qabul qiluvchi qanotlarni optimallashtirish” kabi atamalarni bir-biriga qarama-qarshi qo'yishadi, chunki bularning barchasi sinov, xatolik va ehtiyotkorlik bilan o'zgartirishlar bilan bog'liq. Ular prototiplari orqali issiqlik qanday harakatlanishini ko'rish uchun termal kameralardan foydalanadilar. Ba'zi yangi fokuslar qanotlarga to'lqinli yoki tishli qirralarni qo'shishni o'z ichiga oladi. Bu turbulentlikni keltirib chiqaradi, havoni aralashtiradi va tekis, tekis qanotlarga nisbatan issiqlik o'tkazuvchanligini 20% ga oshiradi.
Haqiqiy hayotda, xuddi o'yin kompyuterida bo'lgani kabi, siz qatorlarda joylashgan qanotlarni ko'rishingiz mumkin. Bu sirtlarga yopishib turadigan va sovishini sekinlashtiradigan-harakatsiz havo qatlamining chegara qatlamini parchalaydi. Hisob-kitoblar texnik xususiyatga ega bo'lib, Nusselt raqamlari kabi ma'lumotlar qanotlarning issiqlikni qanchalik yaxshi o'tkazishini taxmin qilishga yordam beradi. Hammasi muvozanat haqida: juda oz qanot va siz joyni behuda sarf qilasiz; juda ko'p va havo o'tolmaydi.
Kosmos har doim LED yoritgichlari kabi narsalarda ustunlik qiladi, shuning uchun dizaynerlar hamma narsani katta hajmga keltirmasdan, samarali fin massivlarini to'plashlari kerak. Ushbu tafsilotlarni terish sovutishni 15-30% ga oshirishi mumkin. Shuning uchun qanot dizaynini to'g'ri tanlash zamonaviy issiqlik boshqaruvining markazidir.
Alyuminiy issiqlik moslamalari
Havo oqimining issiqlik qabul qiluvchining samaradorligiga ta'siri
Havo oqimi haqiqatan ham har qanday faol issiqlik moslamasining yuragi hisoblanadi. Bu issiqlikni qanotlardan uzoqlashtiradi va dunyoga chiqaradi. Muhandislar issiqlik moslamalarini yaxshiroq ishlashi haqida gapirganda, havo oqimi doimo paydo bo'ladi, ayniqsa fanatlar{2}}eksenel yoki markazdan qochma-bularning orqasidagi mushak bo'lib, havoni kerakli joyga itaradi yoki tortadi. Havoni qanotlarga majburlaganingizda, issiqlikning o'z-o'zidan chiqib ketishiga qaraganda, issiqlik tarqalishini o'n baravar yoki undan ko'proq oshirishingiz mumkin.
Ammo muvozanatlash harakati bor. Ventilyator tezligi (devr/daqiqada o‘lchanadi) va qancha havo harakatlanayotganingiz (daqiqada kub fut) ham muhim, lekin shovqin ham-hech kim o‘z shaxsiy kompyuterida reaktiv dvigatel bo‘lishini xohlamaydi. Kanallar va kafanlar ham yordam beradi, havo ularni o'tkazib yuborish o'rniga qanotlardan oqib o'tishiga ishonch hosil qiladi.
Ma'lumotlar markazlarida bu yanada qiyinlashadi. Issiqlik moslamalari bilan to'la tokchalar bilan siz issiq havo qaytib kelmasligi va sovutish harakatlaringizni buzmasligi uchun butun qator bo'ylab havo oqimini boshqarishingiz kerak. Hisoblash modellari havoning qanday harakatlanishini-taxminlab beradi, shunda siz oʻlik zonalarni aniqlab, bir tekis sovib turishingiz mumkin.
Ayrim sozlamalar-ayniqsa, juda zich suzgichli-ko‘proq qarshilikka qarshi turuvchi fanatlarga muhtoj. Odamlar impedans moslashuvi haqida gapirganda shuni nazarda tutadi: havo nafaqat uning atrofidan emas, balki issiqlik qabul qiluvchidan o'tishi uchun yuqori statik bosimli fanatlarni tanlash. Ha, "issiqlik moslamalarida havo oqimi" iborasi hamma joyda biron bir sababga ko'ra mavjud.
Kam quvvatli qurilmalar kabi unchalik qizib ketmaydigan narsalar uchun issiq havoning tabiiy ravishda koʻtarilishiga ruxsat berish kifoya (rahmat, fizika), lekin eng yaxshi samarani olish uchun odatda issiqlik qabul qiluvchilarni vertikal ravishda oʻrnatishingiz kerak boʻladi. Ba'zida muhandislar havoni qo'zg'atish va silliq (laminar) oqimni sindirish uchun teshilgan qanotlar yoki kichik vorteks generatorlarini qo'shib ijod qiladilar. Bu issiqlik uzatishga yordam beradi, chunki aralash{3}} havo ko'proq issiqlikni oladi.
Avtomobillarda va boshqa qo'pol sharoitlarda siz changni to'sib qo'yish va tebranishlardan omon qolish uchun havo oqimi yo'llarini yopishingiz va filtrlar qo'shishingiz kerak. Agar siz havo oqimini ushlab tursangiz, kritik haroratni Selsiy boʻyicha 20 dan 40 darajaga tushirishingiz mumkin-bu ishonchlilik va yuqori unumdorlikka yoki overclockga erishmoqchi boʻlgan har bir kishi uchun katta ahamiyatga ega. Yaxshi havo oqimi shunchaki narsalarni sovutmaydi; u elektronikani ancha uzoqroq saqlaydi.
Issiqlik qarshiligini minimallashtirish strategiyalari
Issiqlik qarshiligi (R_th) asosan issiqlik qabul qiluvchining issiqlik manbasidan ochiq havoga ko'chirishda qanchalik yaxshi ekanligini ko'rsatadi. Agar siz issiqlik batareyasi yaxshi ishlashini istasangiz, bu raqamni past darajada ushlab turishni xohlaysiz. Bu vatt uchun Selsiy gradusida o'lchanadi, shuning uchun qancha past bo'lsa, shuncha yaxshi. Masalan, yuqori{4}}darajali radiatorlar 0,2 daraja/Vt ga tegishi mumkin, bu juda ta'sirli.
Siz bir necha joylardan termal qarshilikka ega bo'lasiz: issiqlik manbai va lavabo o'rtasidagi interfeys, lavaboning asosi, qanotlar va issiqlikning havoga chiqishi jarayoni (konveksiya). Oʻsha birinchi bit-interfeys-odatda siz koʻra olmaydigan mayda boʻshliqlarga ega boʻladi, lekin ular farq qiladi. Odamlar bu bo'shliqlarni to'ldirish uchun termal pasta yoki prokladkalardan foydalanadilar va bu materiallarning ba'zilari 10 Vt / m · K gacha o'tkazuvchanlikka erishishi mumkin.
Issiqlik moslamasining asosi ham muhimdir. Qalinroq asoslar issiqlikni bir tekisda tarqatadi, lekin ular og'irroqdir. Keyin qanotlari bor. Siz ularni iloji boricha ko'proq issiqlik o'tkazishlarini xohlaysiz, shuning uchun muhandislar fin samaradorligini 90% ga yaqinlashtiradi. Bularning barchasi ortida matematik bormi? Umumiy tenglamalardan biri R_th=1/(hAķ), bu erda h - konvektsiya koeffitsienti, A - sirt maydoni va ē (eta) - fin samaradorligi.
Agar siz amaliy maslahat izlayotgan bo'lsangiz, bu sizga yordam beradi: qarshilikni kamaytirish uchun aloqa yuzalarini jilolang yoki issiqlikni bir tekis taqsimlash uchun issiqlik quvurlaridan foydalaning, ayniqsa kattaroq lavabolarda. Ba'zi ilg'or dizaynlar, masalan, bug 'kameralari, issiqlikni ko'chirish uchun faza o'zgarishlaridan foydalanadi, bu esa haqiqatan ham qarshilikni kamaytiradi.
Issiqlik moslamasi qanchalik yaxshi ishlashini tekshirish uchun muhandislar odatda termojuftlar va barqaror{0}}holat o‘lchovlaridan foydalanadilar, bunda hamma narsa standartlarga mos kelishiga ishonch hosil qiladi (masalan, yarimo‘tkazgichlar uchun keng tarqalgan JEDEC). Noutbuklardagi kabi tor joylar uchun yangi materiallar-grafen kompozitlari-katta to‘lqinlar hosil qiladi, ba’zan esa qarshilikni yarmiga qisqartiradi.
Oxir-oqibat, agar siz termal qarshilik jumboqining har bir qismini hal qilsangiz, siz tizimingizni sovuqroq tutasiz, siqilishdan qochasiz va apparatingiz qattiq ishlayotgan bo'lsa ham, eng yaxshi ishlashiga yordam berasiz.
Mis issiqlik moslamalari
Issiqlik moslamalarini loyihalashda ilg'or texnologiyalarni integratsiyalash
Asosiy ma'lumotlarni o'tkazib yuborganingizdan so'ng, issiqlik moslamasi dizayni ilg'or texnologiyalar bilan haqiqatan ham o'z samarasini beradi. Biz aqlli materiallar, aqlli gibrid tizimlar va unumdorlikni oshirish uchun har xil fokuslar haqida gapiramiz. Masalan, ba'zi dizaynerlar materiallarni qanotlarga-o'zgartirish bosqichini o'tkazadilar. Vaziyat qizg'inlashganda-birdaniga bir tonna quvvat sarflaydigan elektr transport vositalari-va haroratni, hatto atrof-muhit oldindan aytib bo'lmaydigan bo'lsa ham, barqaror ushlab turishi haqida o'ylaydilar.
Qo'shimcha ishlab chiqarish (asosan 3D bosib chiqarish) eski maktab ekstruziyasi bilan yasay olmaydigan-murakkab panjaralar-yovchi yangi shakllarga eshik ochadi. Ushbu shakllar sizga kamroq og'irlik bilan ko'proq sirt maydoni beradi, shuning uchun siz massasiz yaxshi sovutishga erishasiz.
Endi IoT texnologiyasi tufayli o‘rnatilgan{0}}sensorli issiqlik qabul qiluvchilarni tasavvur qiling. Ular real vaqt rejimida haroratni kuzatadilar va fan tezligini avtomatik ravishda o'zgartiradilar, buning barchasi energiyani tejash va ishlarning muammosiz ishlashini ta'minlaydi. Muntazam havo sovutilishi mumkin bo'lmagan joylarda-masalan, gavjum server tokchalari-muhandislar havo qanotlarini-suyuq sovutilgan mikrokanallar bilan birlashtiradi. Bu kombinatsiya issiqlik qarshiligini pasaytiradi va yuqori{7}}zichlikdagi serverlarni haddan tashqari qizib ketishdan saqlaydi.
Barqarorlik uchun ham katta turtki bor. Dizaynerlar qayta ishlanadigan alyuminiy qotishmalariga murojaat qilmoqdalar va hatto passiv havo oqimini oshirish uchun-termit tepaliklaridan keyin issiqlik qabul qiluvchilarni modellashtirish-masalan, tabiatdan g‘oyalarni olishmoqda. Intel kabi kompaniyalar ushbu optimallashtirishlar ishlayotganini haqiqiy-jahon isbotiga ega. Ularning Xeon protsessorlari, masalan, yangilangan issiqlik tarqatuvchilar bilan 30 foizga sovuqroq ishlaydi.
Oldinga qarab, nanomateriallar o'yinni o'zgartiradi. Ular qurilmalarni kattaroq qilmasdan o'tkazuvchanlikni oshiradi, bu ixcham gadjetlar uchun katta yutuq. Bu texnologiyalarning barchasini birlashtirganda, muhandislar shunchaki muammolarni hal qilmaydi-ular sun'iy intellekt va 5G qurilmalari kabi narsalarda ishonchlilik uchun yangi standartlarni o'rnatadilar.
PowerWinxtalabchan ilovalar uchun alyuminiy va mis issiqlik qabul qiluvchi yechimlarga ixtisoslashgan professional issiqlik qabul qiluvchi ishlab chiqaruvchi. Quvurli suzgichlar, shtamplangan qanotlar, lehimli issiqlik qabul qiluvchilar va ilg'or suyuq sovuq plitalar bo'yicha tajribaga ega bo'lgan PowerWinx global mijozlar uchun nozik ishlab chiqarish, qat'iy sifat nazorati va kuchli muhandislik yordami orqali ishonchli termal yechimlarni taqdim etadi.
