热管理:
传热基础

热管理中心周围的运动和从系统中移除热量,通常在电子器件中。这包括热扩散,传热和散热。阿维德,博伊德公司热能部乐动体育网站1.050多年来一直是热解决方案优化和创新热技术开发的世界领导者。

散热

热扩散器提供成本效益,可靠的高导热性和功效,几乎没有运动部件。


散热器是处理具有高热量密度(每单位面积的高热流)的热源的有效解决方案,其中二次热交换器本身不是分散热的有效方法(由于空间限制,能源使用,成本等)。散热器可以使设计人员使用风冷而不是液体冷却的二次热交换器。

大多数散热器是用作热交换器的铜板。散热器在其源极之间传递热量和(通常)次级热交换器。通过散热器从热源的热量“展开”,从而从较小到更大的横截面积(次级热交换器)。虽然在散热器中,热流在散热器中相同,但是减少热量密度,使得通过空气冷却更容易地消散热量。较低的热通量密度也允许次级热交换器更易于昂贵的材料制成。

Aavid提供了多种热扩散技术,提供了显著改善解决方案的有效导热系数。这些散热技术包括:

先进的固体传导(k芯®/石墨技术)
嵌入式热管冷板
蒸汽室总成

所有铜碱散热= 0.423°C /瓦与蒸汽室散热= 0.307°C /瓦

传热

通过热管或循环热管等被动设备远程散热散热,提供了高性能、低重量、低成本和高可靠性的高效热解决方案——没有运动部件失效、磨损、更换或润滑。

热管


热管可以用于在几英寸(50mm)到大于3英尺(1米)的距离内传输热量。在热管中,来自热源的热量进入热管的蒸发器端,使工作流体从液体变为蒸汽。蒸汽通过热管内的蒸汽空间到达另一端,即冷凝器端,在那里有一个散热器或其他次级散热装置将热能除去。在冷凝器端释放热量,使蒸汽冷凝回液体,并被吸收到毛细管芯结构。并入热管内壁的毛细管芯结构允许热管内的液体冷凝物通过毛细管作用从热管的冷凝器段返回到蒸发器段。

这种热溶液的传热效率是由芯、工质、直径、长度、弯曲度、扁度和方向等因素决定的。

四种常见的商业生产的热管芯结构是内管壁,线或筛网,烧结粉金属和纤维/弹簧中的凹槽。不同的灯芯具有不同的毛细管限制(工作流体从冷凝器到蒸发器的毛细管泵送速率)。

回路热管
循环热管(LHP)也是一种两相传热装置,利用毛细管作用从热源中除去热量,并被动地将其移至冷凝器或散热器。lhp类似于热管,但具有能够在长距离(高达75米)提供可靠运行的优势,并能够在重力(高g环境)下运行。

在循环热管中,芯结构仅在蒸发器中,被蒸发的流体从液体中分离出来,并通过冷凝器循环回到蒸发器。Aavid已经开发和制造了不同设计的lhp,从强大的,大尺寸lhp (>2000W)到微型lhp (<100W),已经成功地应用于广泛的航空航天和地面应用。

工作流体,工作温度范围,定向和成型

工作流体的类型也影响热管的性能。热管或环路热管只有在工作流体温度高于其凝固点时才起作用。当温度高于工作流体的蒸汽凝结点时,蒸汽不会凝结回液相,没有流体循环——也没有冷却——发生。工作流体的选择取决于应用程序的工作温度范围。Aavid已经设计和开发了工作温度范围从低温(<-250°C)到高温(>2000°C)的热管和环路热管。水是最常见的工作流体,由于其良好的热特性和工作温度范围为5°C至250°C。

Aavid设计了使用超过27种不同的工作流体的热管设计,开发和制造的热管。

热管相对于重力的方向,结合其芯结构,对其性能也起着重要作用。例如,槽芯具有最低的毛细管极限,但在重力辅助条件下工作最佳,在重力辅助条件下,蒸发器位于冷凝器下方。环路热管对方向不太敏感,依赖蒸发器中的高毛细管抽芯来驱动性能。

热管可以形成(扁平或弯曲),以便集成到一个组件中。如果热管被压扁或弯曲,它将减少能传输的最大热量。避免这种限制是一个设计考虑。

热管的应用程序

为了在工业、电子、航空航天和其他应用中移动热量,热管和循环热管通常被集成到热子系统中,将热量从热源传输到偏远地区。热管有效地将热量从热源和热敏感元件传递到翅片阵列或另一位置的散热器。

一个高容量电力电子冷却器是一个热解决方案的例子,空间往往不够安装一个翅片散热器直接靠近热源。相反,大容量的热管将热量转移到翅片阵列上,而翅片阵列则通过强制对流耗散热量。数以百计的瓦特可以通过这种方式消散。

热管和循环热管的好处

将热管和循环热管集成到热解决方案中带来了许多好处,包括。

•高有效的导热系数(> 5000 w / m•k)
•长途热量运输
• 高可靠性
•无活动部件
•具有成本效益的
•被动 - 不需要移动部件和其他类似的潜在维护挑战

此外,热管和回路热管可以针对各种影响热管寿命的外部环境因素进行设计,如机械冲击、振动、力冲击、热冲击/循环、腐蚀环境等。

分散热量

采用avid的热解决方案技术散热片,热管,蒸汽室,回路热管,K-Core.®,液体冷却板,换热器,设计师可以选择将余热散失到空气(自然或强制对流),到液体(水、水/乙二醇、PAO),或辐射到空间。

消散热量
在许多应用中,热管理的首选方法是对流冷却空气,特别是在电子冷却应用。在avid的散热片、热管组件和热扩散技术中,废热通常从发热设备(例如,电子系统中的电子元件)中吸收例如,计算机和数据中心),然后移动或扩散到通过自然或强制(使用风扇空气移动)到周围的空气消散。来自Aavid的热技术,如远程热管组件和蒸汽室,允许设计师将热量从高热流密度组件转移到具有更大表面积的位置(通常是板翅片或折叠翅片)和更低的热流密度到周围空气中散热。

向液体散发热量
具有大型热负荷的应用,例如军用雷达或动力电子器件通常需要废热散发到二级系统的液体冷却剂(水,水/乙二醇,Pao)中,以实现最终散热。AaviD的热管冷板和液体冷板允许设计人员将热发电装置的热量移动到来自二级系统的冷却剂中。

通过辐射散热
随着卫星包装具有更多电子器件,通过有限的表面积拒绝热量的挑战变得更大。Aavid的低温,轴向沟槽的热管(氨/铝,乙烷/铝)和环路热管技术可以通过散热器面板拒绝热量,然后在卫星达到轨道时从卫星部署。我们的低温轴向沟槽热管从卫星电子设备向散热器面板传播出散热,将废热耗散到空间。我们的回路热管技术能够运输和拒绝从数百W到大于2000W的热负荷。

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