一文看懂冷板设计方案_亚博网站登录

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亚博网APP手机版:冷板是一种单流体(气体、水或其他冷却剂)的热交换器。由于冷板具备一组拓展表面的结构、较小的加热地下通道当量直径和使用不利于强化对流换热的肋表面几何形状等特点,换热系数较高。空气冷却式冷板的热流密度为15.5×10^3W/m2,而液冷式冷板的热流密度平均45×10^3W/m2。

冷板可以有效地加热功率器件、印制板装配件及电子机箱所力学系统的热量。因此,冷板在电子设备热控制技术中的应用于获得了普遍的推崇。一、冷板的分类冷板根据其加热介质的有所不同,分成气冷式冷板、液冷式冷板、储热式冷板和热管冷板等。

1、气冷式冷板1)气冷式冷板的结构如图1右图,它由盖板、底板、左右封端和肋片构成。其中肋片是冷板的主要零件,肋片的几何参数:厚度为0.2~0.6mm,肋间距为0.5~5.0mm,肋低为2.5~20mm,其材料为导电系数较小的铝或铜。

肋片的结构形式有弯曲形、波形锯齿形和多孔形等,如图2右图。表格1为几种典型的肋片结构参数。图1气冷式冷板结构图2肋片结构形式表格1典型肋片的结构参数●三角形肋、矩形肋,因其当量直径小,不利于强化热传导;●多孔形肋,则靠孔区的混合流(流场)来提升它的换热系数;●波形肋是利用其波形地下通道构成的冷却剂二次流动来强化换热;●锯齿形肋,由于层流边界层的变换,其换热能力有较小的提升。在完全相同的肋间距条件下,该肋片的换热系数比三角形肋、矩形肋要大2~3倍。

2)自由选择肋片的几何参数时,不应考虑到的因素有:①根据冷板的工作环境条件,自由选择肋片的形状、肋间距、肋低和肋薄。②冷板的工作压力,一般不应高于2MPa。③当换热系数大时,搭配薄和高度较低的肋片;反之,则搭配低而厚的肋片,可减小换热面积。④当冷板表面与环境之间的温差较小时,宜搭配弯曲形肋片(如三角肋、矩形肋);温差小时,则搭配锯齿形肋片。

3)冷板的盖板、底板及多层冻板用的隔板材料一般用铝板(如LT3Y2),使用真空焊工艺,将肋片、封端相同,构成冷板的地下通道。盖板、底板的厚度一般为5~6mm;隔板的厚度所取1~2mm,最厚的为0.36mm。冷板的封端加装在地下通道的两侧,与盖板焊牢,其材料一般使用铝型材,其结构形式如图3右图。

图3冷板的封端结构形式2、液冷式冷板液冷式冷板的典型结构如图4右图。液冷式冷板的基材,一般来说搭配导热性能好的铜、铝等板材。板的厚度可根据空间尺寸条件而以定。

液体冷却剂流动地下通道的孔形,一般可搭配圆形或方形。其当量直径可根据冷却剂的流量来确认。图4液冷式冻板结构液冷式冷板常用冷却剂的物理性质闻表格2。

表格2常用冷却剂的物理性质3、储热式冷板储热式冷板是在冷板上(或空间内)涂抹或霰弹具备低熔解热的热力学材料,在其加热熔化时,吸取冷板上电子器件所力学系统的热量,超过掌控冻板温升任目的的装置。储热冷板的结构形式如图5右图。图5储热冷板对热力学材料的基本拒绝是:①有较高的熔解热;②熔化时体积收缩较小;③材料的质量定压热容、密度、导电系数较小;④再次发生热力学时的蒸气压力较低;⑤材料与冷板相容性好。

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兼容时不产生有害物质。热力学材料熔化温度的自由选择,一般不应确保再次发生热力学的温度小于冷板的初始温度,而热力学材料的熔化温度不应大于冷板的许用温度。4、热管冷板热管冷板装置,如图6右图。

图6热管冷板5、各类冷板的搭配原则①冷板的搭配可根据热源的产于(集中于产于、皆布、非均布)、设备或元器件的热流密度、许用温度和强制加热时流体的许用压降、工作环境条件等因素展开综合考虑到。②低功率密度和大功率器件的风扇,可搭配强制液冷冷板。

③热量均布的中、小功率器件,可搭配强制空气冷却冷板,气流速度宜在1~4m/s范围内自由选择。④拒绝闭路温度控制的冷板,或将冻板用于密封机箱的内部换热时,可搭配热管冷板。但对工作方位频密转换的电子设备,则不应搭配。

⑤按脉冲工况运营的电子元器件或电子设备的内热源与外部热环境之间的温度有较小的周期性变化,其加装空间受到限制时,可搭配储热冷板。二、冷板的设计冷板的设计分成校核计算出来和设计计算出来两类问题。校核计算出来是在未知冷板的结构尺寸、冷却剂流量及工作环境条件下,校核其否符合所拒绝的传热量和压降。

设计计算出来是在未知热负荷(功耗)、冷却剂流量、压降和工作环境条件下,设计一个满足要求的冷板装置。它们都不存在冷板上的热负荷(功耗)是皆甘或非皆甘产于的问题,设计时要区别对待。

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