Распределитель тепла

Эта тепловая анимация конструкции радиатора с паровой камерой (теплораспределителем) диаметром 120 мм была создана с использованием анализа вычислительной гидродинамики (CFD) высокого разрешения и показывает контуры поверхности радиатора с температурными контурами и траектории потока жидкости, спрогнозированные с помощью пакета анализа CFD.

Распределитель тепла передает энергию в виде тепла от более горячего источника к более холодному радиатору или теплообменнику . Существует два термодинамических типа: пассивный и активный. Наиболее распространенным типом пассивного теплоотвода является пластина или блок из материала с высокой теплопроводностью , такого как медь , алюминий или алмаз. Активный теплораспределитель ускоряет теплообмен за счет затрат энергии в виде работы, выполняемой внешним источником. ^[1]

использует Тепловая трубка жидкости внутри герметичного корпуса. Жидкости циркулируют либо пассивно, за счет спонтанной конвекции, запускаемой при возникновении пороговой разницы температур; или активно, из-за крыльчатки, приводимой в движение внешним источником работы. Без герметичной циркуляции энергия может передаваться путем передачи жидкого вещества, например, подаваемого извне более холодного воздуха, движимого внешним источником работы, от более горячего тела к другому внешнему телу, хотя это не совсем передача тепла, как это определено в физике. ^[2]

или «распространяет» тепло, что является примером увеличения энтропии Пассивный теплораспределитель рассеивает в соответствии со вторым законом термодинамики, что позволяет более полно использовать теплообменник(и). Это потенциально может увеличить теплоемкость всей сборки, но дополнительные тепловые спаи ограничивают общую теплоемкость. Высокие теплопроводные свойства распределителя сделают его более эффективным в качестве воздушного теплообменника , в отличие от исходного (предположительно меньшего размера) источника. Низкая теплопроводность воздуха при конвекции сочетается с большей площадью поверхности распределителя, и тепло передается более эффективно.

Теплораспределитель обычно используется, когда источник тепла имеет высокую плотность теплового потока (высокий тепловой поток на единицу площади), и по какой-либо причине тепло не может эффективно отводиться теплообменником. Например, это может быть связано с тем, что он имеет воздушное охлаждение, что обеспечивает более низкий коэффициент теплопередачи, чем если бы он имел жидкостное охлаждение. Достаточно высокий коэффициент теплопередачи теплообменника достаточен, чтобы избежать необходимости использования распределителя тепла.

Использование теплораспределителя является важной частью экономически оптимальной конструкции передачи тепла от сред с высоким тепловым потоком к средам с низким тепловым потоком. Примеры включают в себя:

Медное дно на из стали или нержавеющей стали. емкости для приготовления пищи
с воздушным охлаждением, Интегральные схемы такие как микропроцессор.
Воздушное охлаждение фотоэлектрического элемента в концентрированной фотоэлектрической системе.

Алмаз имеет очень высокую теплопроводность. Синтетический алмаз используется в качестве крепежа для мощных интегральных схем и лазерных диодов.

Могут использоваться композиционные материалы, такие как композиты с металлической матрицей (MMC) медь-вольфрам , AlSiC ( карбид кремния в алюминиевой матрице), Dymalloy (алмаз в матрице медно-серебряного сплава) и E-Material ( оксид бериллия в бериллиевой матрице). . Такие материалы часто используются в качестве подложек для чипов, поскольку их коэффициент теплового расширения можно сравнить с керамикой и полупроводниками.

Два модуля памяти заключены в алюминиевые теплораспределители .
Параллельное сравнение встроенных теплоотводов (IHS) AMD (в центре) и Intel (по бокам), общих для их микропроцессоров.
AMD Athlon 64 X2 6000+ (ADA6000IAA6CZ, Windsor) со снятым распределителем тепла (так называемое снятие крышки или удаление крышки). Это конкретное ядро ЦП припаяно к распределителю тепла, что приводит к разрушению ЦП во время снятия или усложняет извлечение.

Исследовать

В мае 2022 года исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и Калифорнийского университета в Беркли разработали новое решение, которое может охлаждать современную электронику более эффективно, чем другие существующие стратегии. Предложенный ими метод основан на использовании теплоотводов, состоящих из электроизоляционного слоя поли(2-хлор-п-ксилилена) ( парилена С) и покрытия из меди. Это решение также потребует менее дорогих материалов. ^[3]

См. также

Ссылки

^ Адамс, MJ; Вероски, М.; Зебарджади, М.; Хереманс, JP (3 мая 2019 г.). «Активные охладители Пельтье на основе коррелированных и магнонно-волоченых металлов» . Применена физическая проверка . 11 (5): 054008. Бибкод : 2019PhRvP..11e4008A . doi : 10.1103/physrevapplied.11.054008 .
^ Борн, М. (1949). Естественная философия причины и шанса , Издательство Оксфордского университета, Лондон, с. 44.
^ Фаделли, Ингрид (19 мая 2022 г.). «Новое решение для охлаждения электронных устройств и предотвращения их перегрева» . Техэксплор . Проверено 19 мая 2022 г.

[1] Адамс, MJ; Вероски, М.; Зебарджади, М.; Хереманс, JP (3 мая 2019 г.). «Активные охладители Пельтье на основе коррелированных и магнонно-волоченых металлов» . Применена физическая проверка . 11 (5): 054008. Бибкод : 2019PhRvP..11e4008A . doi : 10.1103/physrevapplied.11.054008 .

[2] Борн, М. (1949). Естественная философия причины и шанса , Издательство Оксфордского университета, Лондон, с. 44.

[3] Фаделли, Ингрид (19 мая 2022 г.). «Новое решение для охлаждения электронных устройств и предотвращения их перегрева» . Техэксплор . Проверено 19 мая 2022 г.

[1]

[2]

[3]