热管理:
热传递的基础知识

热管理主要围绕着系统热量的移动和移除,通常在电子领域。这包括散热、传热和散热。AaviD,Boyd Corporation的热门bob电竞在线在50年内优化热解决方案和创新的热技术开发的世界领导者是一个世界领导者。

热扩散

散热器提供成本效益,可靠的高导热性和功效,几乎没有移动部件。


对于热流密度高(单位面积热流量大)而二次换热器本身不能有效分散热量(由于空间限制、能源使用、成本等原因)的热源,热扩散器是一种有效的解决方案。热扩散器可以让设计者使用风冷的,而不是液冷的,二次热交换器。

大多数散热片是铜片,起到热交换器的作用。热扩散器在热源和(通常)二次热交换器之间传递热量。热量从热源通过热量扩散器“扩散”,从而从较小的横截面积移动到较大的横截面积(即二次热交换器)。当热流在散热器中与在二次热交换器中相同时,热流密度降低,更容易通过空气冷却散热。较低的热流密度也使得二次热交换器可以使用较便宜的材料。

Aavid提供各种散热技术,可在解决方案有效的导热性方面提供显着改善。这些散热技术包括:

先进的实体传导(K-Core®/石墨技术)
嵌入式热管冷板
蒸汽室组件

所有铜基散热器= 0.423°C/瓦特与蒸汽室散热器= 0.307°C/瓦特

传播热量

通过远程散热与热管或环热管等远程散热移动提供高性能,重量低,成本低,可靠性高的有效热溶液 - 没有移动部件失效,磨损,更换或润滑。

热管道


热管可用于将热量移动到距离范围的范围从几英寸(> 50mm)到大于3英尺(> 1米)。在热管中,来自热源的热量进入热管的蒸发器端,使工作流体从液体改变相位蒸汽。蒸汽通过热管内的蒸汽空间行进到另一端,冷凝器端,其中散热器或其他二次散热装置去除热能。冷凝器端中的热量释放使蒸汽凝回回液体被吸收到毛细管芯结构中。掺入热管内壁中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部分返回到蒸发器部分。

该热溶液的热移动效率由芯片,工作流体,直径,长度,弯曲,扁平和取向等因素确定。

商业生产的四种常见的热管芯结构是内壁的凹槽,金属丝或筛网,烧结粉末金属和纤维/弹簧。不同的芯具有不同的毛细管极限(工作流体从冷凝器到蒸发器的毛细管泵送速率)。

环热管
环路热管(LHP)也是双相传热装置,其使用毛细管动作从源中去除热量并被动地将其移动到冷凝器或散热器上。LHPS类似于热管,但具有能够在长距离(最长75米)的可靠操作和防止重力(高G环境)的能力提供可靠的操作。

在环路热管中,芯结构仅在蒸发器中,并且蒸发的流体与液体分离并在环中通过冷凝器行进回蒸发器。Aavid开发并制造了从强大的大型LHPS(> 2000W)的LHPS的不同设计,以缩小LHPS(<100W),这些LHPS(<100W)已成功地用于各种航空航天和地面的应用。

工作流体,工作温度范围,方向和成型

工作流体的类型也影响热管性能。当工作流体温度高于其冷冻点时,热管或环路热管仅发挥作用。当温度高于工作流体的蒸汽冷凝点时,蒸汽不会浓缩回液相,并且没有流体循环 - 并且不会发生冷却。工作流体选择基于应用的工作温度范围。Aavid设计和开发了热管和环热管,用于从低温(<-250°C)到高温(> 2000°C)的工作温度范围。由于其有利的热性能和5℃至250℃的工作温度范围,水是最常见的工作液。

avid设计、开发和制造了使用超过27种不同工作流体的热管。

热管相对于重力的定向,与其芯结构相结合,也在其性能中起着重要作用。例如,凹槽芯具有最低的毛细管限制,但在重力辅助条件下最佳地工作,其中蒸发器位于冷凝器下方。环路热管对取向不太敏感,依靠蒸发器中的高毛细管泵送芯,以驱动性能。

可以形成热管(扁平或弯曲),以将其整合到组件中。如果热管扁平或弯曲,则会降低可以运输的最大热量。避免此限制是一种设计考虑因素。

热管应用

为了在工业,电子,航空航天和其他应用中移动热量,热管和环热管通常集成到热子系统中,以将热源从热源传送到偏远区域。热管在携带远离热源和热敏元件的热量,在另一个位置的含有热源和热敏元件中有效。

高容量功率电子冷却器是热溶液的一个例子,其中空间通常不足以直接与热源连接翅片散热器。相反,高容量热管将热量移动到翅片阵列,使用强制对流来消散热能。数百瓦可以通过这种方式消散。

热管和环热管的好处

热管和环热管的整合到热溶液中具有许多益处,包括。

•高效导热系数(>5000 W/m•K)
•远距离热传输
•可靠性高
•没有活动部件
•经济效益
•被动-不需要移动部件和其他类似的潜在维护挑战

此外,热管和环热管可设计用于各种外部环境因素,如机械冲击,振动,力冲击,热冲击/循环和腐蚀性环境,可以影响热管寿命。

分散热量

使用AavID的热解决方法技术如散热片热管道蒸汽室环热管k-Core®液体冷板, 和热交换器,设计人员可以选择将废热耗散到空气(天然或强制对流),液体(水,水/乙二醇,PAO)或辐射到空间。

向空气散热
在许多应用中,热管理的优选方法是对流冷却到空气,特别是在电子冷却应用中。With Aavid’s heat sink, heat pipe assemblies, and heat spreader technologies, waste heat is typically absorbed from a heat generating device (e.g., an electrical component within an electronics system — i.e. computers and data centers) and then moved or spread for dissipation into the ambient air through either natural or forced (using a fan air mover). Thermal technologies from Aavid such as remote heat pipe assemblies and vapor chambers allow the designer to move heat from high heat flux components to a location with a larger surface area (typically plate fins or folded fins) and lower heat flux for dissipation into the ambient air.

将热量散热到液体
具有大热负荷的应用,如军事雷达或电力电子设备,通常需要废热消散到二级系统的液体冷却剂(水,水/乙二醇,PAO)中,以最终散热。avid的热管冷板和液体冷板允许设计者将热量从热产生装置转移到从二次系统循环的冷却剂中。

通过辐射散热
随着卫星装上越来越多的电子设备,在有限的表面区域拒绝热量的挑战变得越来越大。avid的低温、轴向沟槽热管(氨/铝,乙烷/铝)和循环热管技术使通过散热器面板排除热量成为可能,这些散热器为发射而储存,然后在卫星进入轨道时从卫星上展开。我们的低温轴向沟槽热管将热量从卫星电子设备扩散到散热器面板,将废热散发到太空。我们的循环热管技术能够将热负荷从数百瓦输送到2000瓦以上。

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