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西安冷板的分类
编辑:西安钢玖物资有限公司   时间:2019-06-06

  西安冷板是一种单流体(气体、水或其他冷却剂)的热交换器。由于冷板具有一组扩展表面的结构、较小的冷却通道当量直径和采用有利于增强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可达45×10^3W/m2。冷板可以有效地冷却功率器件、印制板组装件及电子机箱所耗散的热量。因此,西安冷板在电子设备热控制技术中的应用得到了广泛的重视。



  一、冷板的分类

  冷板根据其冷却介质的不同,分为气冷式冷板、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所示,它由盖板、底板、左右封端和肋片组成。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,肋高为2.5~20mm,其材料为导热系数较大的铝或铜。肋片的结构形式有平直形、波形锯齿形和多孔形等,如图2所示。表1为几种典型的肋片结构参数。

  ●三角形肋、矩形肋,因其当量直径小,有利于增强传热;

  ●多孔形肋,则靠孔区的混合流(紊流)来提高它的换热系数;

  ●波形肋是利用其波形通道形成的冷却剂二次流动来增强换热;

  ●锯齿形肋,由于层流边界层的叠加,其换热能力有较大的提高。在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)选择肋片的几何参数时,应考虑的因素有:

  ①根据冷板的工作环境条件,选择肋片的形状、肋间距、肋高和肋厚。

  ②冷板的工作压力,一般应低于2MPa。

  ③当换热系数大时,选用厚和高度低的肋片;反之,则选用高而薄的肋片,可增大换热面积。

  ④当冷板表面与环境之间的温差较大时,宜选用平直形肋片(如三角肋、矩形肋);温差小时,则选用锯齿形肋片。

  3)冷板的盖板、底板及多层冷板用的隔板材料一般用铝板(如LT3Y2),采用真空焊接工艺,将肋片、封端固定,组成冷板的通道。盖板、底板的厚度一般为5~6mm;隔板的厚度取1~2mm,最薄的为0.36mm。

  冷板的封端安装在通道的两侧,与盖板焊牢,其材料一般采用铝型材

  2、液冷式冷板

  液冷式冷板的典型结构如图4所示。液冷式冷板的基材,通常选用导热性能好的铜、铝等板材。板的厚度可根据空间尺寸条件而定。液体冷却剂流动通道的孔形,一般可选用圆形或方形。其当量直径可根据冷却剂的流量来确定。

  3、储热式冷板

  储热式冷板是在冷板上(或空间内)涂抹或填装具有高熔解热的相变材料,在其受热熔解时,吸收冷板上电子器件所耗散的热量,达到控制冷板温升为目的的装置。  对相变材料的基本要求是:

  ①有较高的熔解热;

  ②熔解时体积膨胀较小;

  ③材料的质量定压热容、密度、导热系数较大;

  ④发生相变时的蒸气压力较低;

  ⑤材料与冷板相容性好。相容时不产生有害物质。

  相变材料熔解温度的选择,一般应保证发生相变的温度大于冷板的初始温度,而相变材料的熔解温度应小于冷板的许用温度。

  4、热管冷板



  5、各类冷板的选用原则

  ①冷板的选用可根据热源的分布(集中分布、均布、非均布)、设备或元器件的热流密度、许用温度和强迫冷却时流体的许用压降、工作环境条件等因素进行综合考虑。

  ②高功率密度和大功率器件的散热,可选用强迫液冷冷板。

  ③热量均布的中、小功率器件,可选用强迫空气冷却冷板,气流速度宜在1~4m/s范围内选择。

  ④要求闭路温度控制的冷板,或将冷板用做密闭机箱的内部换热时,可选用热管冷板。但对工作位置频繁变换的电子设备,则不宜选用。

  ⑤按脉冲工况运行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大的周期性变化,西安冷板安装空间受到限制时,可选用储热冷板。


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