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Conceção de placas frias para gestão térmica

Os métodos de arrefecimento líquido são óptimos porque arrefecem bem. A tecnologia tem dois tipos. São eles o de contacto e o de não contacto. Esta divisão depende do facto de entrarem em contacto direto com o dispositivo gerador de calor. As soluções de arrefecimento líquido por contacto incluem a imersão e o arrefecimento por pulverização. As soluções de arrefecimento líquido sem contacto são normalmente o arrefecimento por placa fria.

Dos três tipos de arrefecimento líquido, a tecnologia de placas de arrefecimento líquido é o tipo mais antigo e mais popular. Tem a maior maturidade e operacionalidade do mercado.

O arrefecimento líquido de placas frias transfere principalmente o calor dos componentes para o líquido de arrefecimento. Este líquido encontra-se num tubo que rodeia a placa fria. A placa é uma cavidade fechada feita de metais termicamente condutores, como o cobre e o alumínio. O líquido de arrefecimento transporta o calor para longe. Utiliza o fluido de trabalho para levar o calor para a extremidade traseira para arrefecimento.

Conceção de placas frias para gestão térmica -Trumonytechs

Índice

Existem quatro vantagens em termos de aplicação

  1. Boa compatibilidade de materiais.
  2. Requisitos mais baixos para dispositivos geradores de calor e instalação mais simples.
  3.  Custo mais baixo, desenvolvimento rápido de aplicações, sem necessidade de unidades dispendiosas arrefecidas a água.
  4.  Alta densidade, alta eficiência e alta fiabilidade.

Tipos comuns de placas frias

2.1. Soldadura por fricção perfil + agitação

Este tipo de placa fria utiliza um processo de extrusão para moldar diretamente os corredores da placa fria, utilizando a maquinagem para abrir a circulação e, finalmente, utilizando um processo de soldadura por fricção para selar os corredores e o recetor.

Soldadura por fricção com perfil + agitação - Conceção de placas frias para gestão térmica

Vantagens

  1. Boa fiabilidade
  2. Boa capacidade de carga
  3. Boa planicidade da superfície
  4. Bom efeito de transferência de calor
  5. Elevada eficiência de produção

Desvantagens

  1. Processamento mais complexo, custo elevado
  2. Mais espesso e mais pesado
  3. Elevada ocupação de espaço
  4. Baixa densidade de dissipação de calor, superfície não adequada para a conceção de demasiados orifícios para parafusos

2.2. Placas de arrefecimento líquido com tubo harmónico

O princípio deste processo consiste em extrudir alumínio para criar as corrediças e depois soldá-las com os dois colectores finais.

Conceção de placas frias para gestão térmica

Vantagens

  1. Baixo custo e peso leve
  2. Estrutura simples e elevada eficiência de produção

Desvantagens

  1. Um corredor, pequena área de contacto
  2. Parede fina, efeito de permuta de calor médio, fraca capacidade de carga

2.3.Placas de arrefecimento de líquido de sopro

As placas de arrefecimento de líquido de sopro são a placa de arrefecimento de líquido mais importante atualmente, a placa de processo imprimiu a composição de grafite da tubagem, por laminagem a quente das duas placas combinadas, soprando gás para explodir a tubagem.

Placas de arrefecimento de líquidos por sopro - Design de placas frias

Vantagens

  1. Baixo custo e elevada eficiência de produção
  2. Elevada eficiência de transferência de calor e velocidade de arrefecimento rápida
  3. A posição mais fina pode ser alcançada 0,5 mm, peso leve

Desvantagens

  1. Material macio, deficiências na resistência à pressão e na força
  2. Baixo desempenho, propenso a fugas

2.4. Placas de arrefecimento por líquido estampadas

O princípio deste processo consiste em utilizar prensas e matrizes para estampar o alumínio, a fim de criar uma deformação plástica e formar canais de fluxo, sendo os invólucros superior e inferior soldados por brasagem.

Placas de arrefecimento de líquidos estampadas - Design de placas frias

Vantagens

  1. As corrediças podem ser de qualquer modelo
  2. Grande área de contacto, bom efeito de permuta de calor
  3. Elevada eficiência de produção
  4. Alta resistência à pressão e à força

Desvantagens

  1. Necessidade de abrir o molde, custo elevado
  2. Elevados requisitos de nivelamento, difícil de instalar

2.5.Placas e aletas de arrefecimento líquido

O princípio destas placas de arrefecimento líquido consiste em encher os painéis condutores de calor superiores e inferiores com alhetas serrilhadas de transferência de calor, que são depois seladas por tecnologia de brasagem a vácuo sem fluxo de brasagem.

Vantagens

  1. Elevada limpeza da superfície, boa fluidez e resistência à corrosão
  2. Desempenho da transferência de calor, melhor uniformidade das trajectórias de fluxo

Desvantagens

  1. Custo elevado
  2. Elevada exigência de planicidade, difícil de instalar

Factores térmicos de conceção da placa de arrefecimento

As etapas de conceção das placas arrefecidas por líquido são semelhantes às dos dissipadores de calor. São para equipamentos arrefecidos pelo ar ou por arrefecimento natural. O meio fluido ao qual a placa fria está exposta é um líquido; para dissipação de calor arrefecida a ar ou natural, o meio fluido é um gás.

Os factores básicos a ter em conta na conceção de uma placa fria

  1. aumentar a área de contacto entre o sólido e o fluido num determinado volume de espaço, melhorando assim a transferência de calor.

  2. contacto com a fonte geradora de calor através do material de interface termicamente condutor.

  3. a superfície de contacto do fluido com o sólido.

  4. Transferência de calor da fonte geradora de calor para a placa fria e, em seguida, para o meio líquido que flui na placa fria e é transportado para fora do sistema.

Especificações térmicas da placa fria

Os factores da fonte geradora de calor têm um papel importante na determinação do custo e da complexidade da conceção da placa fria. Os factores de dissipação de calor podem ser divididos em quatro tipos de variáveis. Estes são o fluxo de calor uniforme, o caudal fixo, a queda de pressão máxima e a temperatura máxima da superfície. As variáveis também são ajustadas de acordo com as necessidades do cliente. Podem ser divididas em quatro utilizações principais.

Cenário 1: A entrada é um fluxo de calor uniforme. O caudal é fixo. A queda de pressão é limitada a um caudal fixo. A temperatura da superfície tem um máximo especificado. Não é necessária uma temperatura de superfície uniforme.

Cenário 2: As entradas são: um fluxo de calor constante, um caudal fixo e uma queda de pressão máxima definida. O sistema também tem uma temperatura de superfície máxima definida. A superfície não precisa de ter uma temperatura uniforme. Em vez disso, as cargas de calor variam de forma desigual. Estão geralmente concentradas em vários locais sob o componente ou numa área específica.

Cenário 3: A entrada tem um fluxo de calor uniforme. O caudal é fixo. A queda de pressão é limitada. A queda é limitada a um caudal fixo. Existe uma variação não uniforme da temperatura na superfície da placa fria. As temperaturas variam entre os componentes.

Cenário 4: É o mesmo que nos cenários 1, 2 e 3. Mas a temperatura máxima deve ser uniforme. Deve ser uniforme em toda a placa fria ou sob um componente específico.

Trumonytech tem experiência na conceção de painéis frios. Os cenários dois e três são comuns com painéis de refrigeração fixa. Mas, para os cenários um e quatro, o projeto torna-se mais complexo e dispendioso. Ao projetar um painel de arrefecimento fixo especificado pelo cliente, os especialistas térmicos da Trumonytechs seguem estes passos. Eles definem o mapa térmico, criam um conceito de circuito de líquido, calculam o aumento de temperatura e a queda de pressão e ajustam a rota do circuito, se necessário.

Fazemos o protótipo do desenho com base nos parâmetros introduzidos pelo cliente e desenhamos a placa de frio com o processo mais fiável. Após a conclusão do projeto, simulamos e testamos a placa fria. Verificamos a sua queda de pressão, a temperatura de entrada, a temperatura de saída e as diferenças de temperatura. Também verificamos a diferença máxima de temperatura entre a superfície da placa fria e a diferença máxima de temperatura do conjunto de baterias. Estes testes verificam se o projeto é viável antes da produção em massa.

design do corredor de placas de arrefecimento líquido

O nosso processo de conceção passo a passo:

1. Primeiro, forme o conceito de circuito de líquido e, em seguida, calcule a temperatura e a queda de pressão

2. Determinar o material da placa fria

1) Custo, disponibilidade, processabilidade e outros factores gerais de conceção
2. Condutividade térmica, compatibilidade química com o líquido, densidade do material, ponto de congelação e ponto de ebulição

3. Conceção do trajeto do fluxo

A direção do fluido num sistema de arrefecimento líquido afectará diretamente a direção da transferência de calor e a eficiência da transferência. Os nossos engenheiros consideram factores como:

  1. Distribuição da fonte de calor: o fluido está o mais próximo possível da fonte de calor para reduzir a resistência ao calor por difusão
  2. Prevenção estrutural: o trajeto do fluxo deve estar a uma distância segura dos orifícios fixos da placa fria
  3. Disposição uniforme: o fluido deve ser espalhado uniformemente pela placa fria para utilizar eficazmente a área do dissipador de calor
  4. Controlar o caudal: quanto maior for o caudal, maior será o coeficiente de transferência de calor por convecção
  5. Reduzir a resistência ao fluxo: conceber canais de fluxo em série e paralelos para reduzir a resistência ao fluxo e reduzir o risco de fugas
  6. Viabilidade e processabilidade

Como reduzir a complexidade e os custos de produção

A criação de uma placa de refrigeração líquida passa por uma série de processos antes de se tornar um produto padrão na produção. O primeiro passo é discutir os desenhos teóricos (para a produção de painéis refrigerados a líquido em caso de personalização), Trumonytechs responderá às suas necessidades no prazo de 24 horas e realizará um seminário técnico para encurtar o ciclo de desenvolvimento e para fazer avançar o projeto; se não estiverem disponíveis desenhos refrigerados a líquido, providenciaremos o engenheiro técnico adequado para satisfazer as suas necessidades de processadores refrigerados a líquido.

"Quando confrontados com requisitos complexos de arrefecimento por líquido, a equipa do Trumonytechs terá em conta vários factores, para além da potência de dissipação de calor exigida pelo próprio produto (ultra-alta/ultra-baixa), o ambiente de funcionamento (mudanças rápidas de temperaturas altas e baixas), os parâmetros térmicos do núcleo e os potenciais riscos de segurança, etc. O Trumonytechs centrar-se-á na redução da complexidade da placa de arrefecimento, desde a discussão das dimensões do projeto, à escolha do estilo da placa de arrefecimento líquido (placa, alheta...), passando pela escolha do tipo de placa, tubo microcanaletc.), o ajustamento da disposição dos corredores e a otimização do circuito, a distribuição da área de dissipação de calor, a determinação do processo de produção (CNCFSW, CMT, FDS, MIG, TIG e outros), as peças sobresselentes Toda a gama de componentes (caixas arrefecidas por líquido, tapetes de silicone condutores de calorO Trumonytechs é compatível com os conectores de encaixe rápido, tubagens, conectores através da caixa, arrefecedores de bateria, etc.

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