Sa sve većom integracijom, složenošću i inteligencijom energetske opreme, broj komponenti se stalno povećava, a gustina snage komponenti se takođe značajno poboljšava.
Kada gustina toplotnog toka radijatora premašuje 0.1W/㎡, obično zračno hlađenje više ne može zadovoljiti zahtjeve za rasipanje topline, a većina rješenja koristi tečno hlađenje za odvođenje topline. U poređenju sa tradicionalnim samohlađenjem i vazdušnim hlađenjem, tečno hlađenje ima prednosti snažnog kapaciteta nošenja toplote, zaptivanja i sprečavanja prašine, i fleksibilne upotrebe, i široko se koristi u odvođenju toplote energetskih proizvoda.
Princip rada tečnog hlađenja je uklanjanje toplote koju emituju elektronske komponente velike snage raspoređene na površini tečno hlađene ploče rashladnom tečnošću koja teče kroz protočne kanale obrađene unutar ploče, čime se postiže disipacija toplote celokupne opreme. Kao osnovna komponenta sistema za hlađenje tečnosti, performanse disipacije toplote ploče za hlađenje tečnosti direktno određuju ukupne performanse sistema za hlađenje.
U ovom članku su testirana i analizirana tri uobičajena kanala za protok hlađenih tečnošću ploča kroz eksperimente i upoređivana sposobnost odvođenja toplote rebrastih tečno hlađenih ploča, cilindričnih ploča hlađenih tečnošću i ploča sa tečnim hlađenjem ugrađenih u bakarne cevi.
1. Projektni model i povezani parametri ploče za hlađenje tekućinom
Ovaj članak dizajnira tri tipa ploča za tečno hlađenje, to su ploča za tekuće hlađenje s rebrima, ploča za tekuće hlađenje s cilindričnim rebrima i ploča za tečno hlađenje s ugrađenom bakarnom cijevi. Vanjske dimenzije tečno hlađene hladne ploče su 300mm × 227mm × 22mm, a materijal je legura aluminijuma 6063.
Prema inženjerskom iskustvu, debljina rebara je općenito 1,5 ~ 3 mm. Obzirom da je obrada pretanka je teška, a za vakuum lemljenje je potrebna određena debljina rebara za spajanje sa zadnjom pokrivnom pločom, pa se bira debljina rebara od 2 mm. Da bi se izbjegao preveliki otpor protoka, neto razmak rebara je postavljen na 3 mm (općenito, razmak između zubaca debljine 1:1 smatra se granicom gustine rebara).
Prema inženjerskom iskustvu, visina peraja je općenito 5~10 mm. Uzimajući u obzir da što su rebra kraća, to je manji poprečni presjek protoka, veća je brzina protoka i veći otpor protoka, u razumnom rasponu dizajna, visina rebra je postavljena na 8 mm.
Prečnik cilindra je uglavnom 3~5 mm na osnovu inženjerskog iskustva. S obzirom na to da je najuži dio širine kanala samo 20 mm, kako bi se osiguralo da postoje dva cilindra u smjeru širine uskog kanala, prečnik cilindra je projektovan na 3 mm. Minimalni razmak između cilindara je postavljen na 3 mm, a visina stuba je također postavljena na 8 mm.
Ploča za tečno hlađenje sa ugrađenom bakarnom cijevi ima bakarnu cijev s vanjskim prečnikom od 10 mm i debljinom zida od 1 mm ugrađenu u ploču za hlađenje tekućinom, a zatim spljoštenu i fiksiranu. Ljepilo od epoksidne smole napunjeno je između bakarne cijevi i ploče za hlađenje tekućine kako bi se smanjio kontaktni toplinski otpor.
Dimenzije rebrastih i cilindričnih tečno rashladnih ploča
Dimenzije ugrađenih bakarnih cijevnih pločastih ploča za hlađenje
Unutrašnji kanal protoka rebraste ploče za hlađenje tečnosti
Unutrašnji kanal protoka cilindrične ploče za hlađenje tečnosti
Debljina tečno hlađene hladne ploče podloge je jednoliko dizajnirana da bude 10 mm, što može u potpunosti smanjiti toplotni otpor difuzije i izbjeći probijanje vijaka kroz vodeni kanal.
Raspodjela izvora topline ploče hlađene tekućinom prikazana je u nastavku. Rashladna ploča hlađena tekućinom sastoji se od 5 modula koji stvaraju toplinu i ravnomjerno su raspoređeni na protočnom kanalu. Iznad tečno hlađene ploče nalaze se dva IGBT modula, svaki sa potrošnjom toplote od 600W; U nastavku se nalaze tri diodna modula, svaki sa potrošnjom toplote od 200W i ukupnom potrošnjom toplote od 1800W. Da bi se poboljšala toplotna otpornost kontakta, termalna mast se puni između grejnog modula i tečne hladne ploče.
mjerni sistem
Glavni mjerni sistem ovog testnog stola prikazan je na sljedećoj slici, uključujući mjerenje protoka, mjerenje pritiska i mjerenje temperature.
Raspored točaka mjerenja temperature prikazan je na slici. Za ovaj eksperiment raspoređeno je ukupno 8 tačaka mjerenja temperature. Među njima, T1 do T6 su raspoređeni na ploči za hlađenje tečnosti, a druge dve tačke se koriste za merenje ulazne i izlazne temperature fluida, koje su raspoređene na trosmernim ventilima ulaznog i izlaznog manometra. Razlog zašto su temperaturne tačke za merenje dotoka i odliva vode ovde raspoređene, odvojene od tečne rashladne ploče, uglavnom je da se izbegne uticaj sistema grejanja na tečnoj rashladnoj ploči.
testiranje i analizu podataka
Ovim su testirana tri tipa ploča hlađenih tekućinom i dobiveni su testni podaci kao što je prikazano u tabelama 1, 2 i 3.
Analizom testnih podataka utvrđeno je da je pod istim protokom i uslovima ulazne temperature temperatura na svakoj tački mjerenja temperature rebraste tečne rashladne ploče najniža, zatim cilindrične ploče za hlađenje tekućine i ugrađene bakarne cijevi. ploča za tečno hlađenje ima najvišu temperaturu.
Prosječna temperatura cilindrične tečne rashladne ploče je 2,5 stepena viša od one ploče za hlađenje s rebrastim tečnim hlađenjem, prosječna temperatura ploče za hlađenje s tekućinom koja je ugrađena u bakarnu cijev je 8,5 stupnjeva viša od temperature ploče za hlađenje s rebrastim tekućinama, a prosječna temperatura ugrađene bakarne cijevi ploča za tečno hlađenje je 6 stepeni viša od one cilindrične ploče za hlađenje tečnosti.
Tabela 1 Podaci o ispitivanju ploče za hlađenje rebraste tekućine
Tabela 2 Podaci o ispitivanju cilindrične tečne rashladne ploče
Tabela 3. Podaci o ispitivanju ugrađene bakarne cijevi za tečno hlađenje
zaključak
U ovom članku su kroz eksperimente testirane tri uobičajene tečno hlađene ploče, a to su rebraste ploče hlađene tekućinom, cilindrične ploče hlađene tekućinom i ugrađene ploče hlađene tekućinom od bakarne cijevi.
Nakon analize podataka testa, ustanovljeno je da je pod istim radnim uslovima ploča sa rebrima tečno hlađena imala najnižu ispitnu temperaturu i najbolji efekat disipacije toplote; Cilindrična tečna rashladna ploča je druga, sa prosječnom temperaturom za 2,5 stepena višom od one ploče za hlađenje s rebrima; Ploča za tečno hlađenje tipa bakrene cijevi ima najvišu temperaturu testiranja i najgori učinak rasipanje topline, s prosječnom temperaturom 8,5 stepeni višom od one ploče za hlađenje tečnog tipa s perajem.
Iako je učinak raspršivanja topline ugrađene cijevne ploče za hlađenje tekućine slab, njezina cijena obrade je najniža među ova tri tipa ploča za hlađenje tekućine. Pod pretpostavkom toplinskog dizajna, korištenje ploče za tečno hlađenje ugrađene u bakarnu cijev može smanjiti troškove.
Popularni tagovi: dizajn i analiza tekućeg hlađenog kanala protoka hladne ploče, Kina, dobavljači, proizvođači, fabrika, prilagođeni, besplatni uzorak, proizveden u Kini
