Cálculo de resistencia térmica de perfiles de disipadores de calor de aleación de aluminio industrial

La resistencia térmica es un parámetro importante para evaluar el rendimiento de los disipadores de calor industriales de perfil de aluminio de alta potencia. ¿Qué es la resistencia térmica? La explicación anterior de Wikipedia es: la resistencia térmica se refiere a la relación entre la diferencia de temperatura en ambos extremos del objeto y la potencia de la fuente de calor cuando el calor se transmite al objeto.

 

Tomando como ejemplos los perfiles de disipadores de calor enfriados por aire industriales ZP HEAT SINK y otros productos, la resistencia térmica se refiere a la resistencia de la interfaz misma al flujo de calor cuando el calor pasa a través de la interfaz entre el disipador de calor de dientes cerrados y la fuente de calor y el calor. hundir. llamada impedancia térmica. La razón principal de la resistencia térmica de contacto es que la superficie de contacto aparentemente suave entre la fuente de calor y el disipador de calor en realidad está densamente cubierta con una gran cantidad de espacios que son claramente visibles bajo el microscopio, y el aire dentro de los espacios es como piedras enormes. en un rio. El bloqueo de la ruta del flujo de calor afecta la capacidad de transferencia de calor del material térmicamente conductor.

Por lo general, la forma de reducir la resistencia térmica de los materiales conductores de calor es aplicar presión para que la lámina de gel de sílice conductora de calor de baja dureza llene completamente el espacio entre las dos superficies de contacto y luego reduzca el tiempo de flujo de calor al reducir el espesor de la lámina de gel de sílice, y finalmente aumenta el área de contacto para lograr la disipación de calor. Objetivo. También es posible reducir la influencia de la resistencia térmica en la transferencia de calor utilizando una lámina de silicona termoconductora con alta conductividad térmica.

La fórmula para calcular la resistencia térmica de los perfiles de disipadores de calor industriales enfriados por aire es: Rsa=(Tj-Ta) /PC-Rjc-Rcs; la fórmula para calcular la resistencia térmica de los disipadores de calor de perfil es Rzo=Rth más Rthk, y los parámetros involucrados en la fórmula incluyen: Hay cinco parámetros: Tj, Ta, Pc, Rjc y Rcs. Es necesario proporcionar los valores de estos cinco parámetros para calcular con precisión el valor específico de la resistencia térmica. Este artículo explica el significado de estos cinco parámetros en detalle.

Significado del parámetro de la fórmula de cálculo de la resistencia térmica del perfil del disipador de calor refrigerado por aire:
Rja: resistencia térmica total, unidad: grado /W;
Rjc: resistencia térmica interna del dispositivo, unidad: grado /W;
Rcs: Resistencia térmica de la interfaz entre el dispositivo y la interfaz del disipador de calor, unidad: grado /W
Rsa: resistencia térmica del disipador de calor, unidad: grado /W;
Tj: temperatura de unión interna del dispositivo fuente de calor, grado ;
Tc: temperatura superficial de la carcasa del dispositivo de fuente de calor, grados;
Ts: temperatura del disipador de calor, unidad: grado;
Ta: temperatura ambiente, unidad: grado;
Pc: la potencia utilizada por el dispositivo, unidad: W.

 

Cuando se enfría con aire, el valor de la resistencia térmica cambiará con la temperatura, la humedad y la presión del aire. Las condiciones climáticas para los dispositivos semiconductores integrados de alta potencia se establecen como: una presión atmosférica, 40 grados y una humedad relativa de no más del 90 por ciento. El valor fijo de la tasa de flujo de aire es mucho más bajo que la velocidad del sonido, como menos de 7 m/s, el flujo de aire está en un estado estable, como el disipador de calor compuesto por varias placas de metal, y su calor El grupo de transferencia de calor solo está relacionado con el área de superficie total del disipador de calor A, el aire Está relacionado con la longitud L de la placa plana en la dirección del flujo, la velocidad del viento us (velocidad del flujo de aire) y el coeficiente de transferencia de calor K del aire

Resistencia de transferencia de calor entre el disipador de calor y el aire: Rthk=1/1,16 hA(grados/vatio), donde A es el área del disipador de calor.

Se proponen una serie de fórmulas para la transferencia de calor por convección forzada turbulenta (enfriada por aire) de placas planas.

Resistencia térmica del disipador de calor Fórmula Rsa=(Tj-Ta)/Pc-Ric-Rcs: Rsa (resistencia térmica del disipador de calor) es la base principal para seleccionar un disipador de calor. Tj y Rjc son los parámetros proporcionados por el dispositivo de la fuente de calor, Pc es el parámetro requerido por el diseño, los RC se pueden buscar en los libros profesionales de diseño térmico o Rcs=espesor del material de contacto transversal/(contacto conductividad térmica del material de contacto del área X).

Fórmula de cálculo para la resistencia térmica del disipador de calor de perfil de aluminio industrial
Fórmula de cálculo: Rzo (resistencia térmica total)=Rth (transferencia de calor sólido en el disipador de calor) más Rthk (resistencia térmica de transferencia de calor entre el disipador de calor y el aire)
Ks es la conductividad térmica del material metálico del disipador de calor. A 20 grados, aluminio puro: KS=175.6 kcal/hm grado
Us es la velocidad del aire del disipador de calor en m/s

Para los disipadores de calor de aluminio, los parámetros Ks, b, n y S son todos constantes. Esta fórmula se puede usar para calcular la resistencia térmica total en condiciones de diferentes longitudes L y diferentes velocidades del viento us, y se pueden hacer las curvas correspondientes.