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散热器是怎么工作的?

发布时间:2020-12-21 15:22:29

    什么是散热器?


    散热器是增加热量从热力设备流出的部件。它通过增加设备的工作表面积和在整个表面积上流动的低温流体的量来完成这一任务。根据每个设备的配置,我们发现了各种冷却设计、设计和功能。您可以在本文顶部的图像中看到直翅片散热器,而您可以在下图中看到开式翅片散热器。每个散热器在可能有以下变化的应用中都很有价值:


    散热器是怎么工作的?


    散热器通过从关键部件散热来工作。几乎所有散热器都通过四个基本步骤来完成这一任务:


    1.热源产生热量。热源可以是产生热量并需要移除热量才能正常运行的任何系统,例如:


    -机械


    -电气


    化学


    -核能


    -太阳能


    摩擦

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    2.热量从源头转移。热管也可以帮助这个过程,但我们将分别介绍这些组件。与散热器直接接触,热量会通过自然传导进入散热器,从热源中被带走。散热器材料的导热系数直接影响这个过程。这就是为什么散热器结构中常见的材料是导热率高的材料,如铜和铝。


    3.热量分布在整个散热器中。热量会通过自然传导自然地通过散热器,在高温到低温的环境下,热量会通过整个热梯度。这意味着散热器的热曲线不一致。这样,散热器通常朝着源头变热,朝着散热器的末端变冷。


    4.热量从散热器中排出。这个过程取决于散热器及其工作流体的温度梯度,常见的是空气或不导电液体。工作流体通过温暖的散热器表面,通过热扩散和对流将热量从表面传递到周围环境。这一阶段再次依靠温度梯度从散热器散热。因此,如果环境温度不低于散热器,就不会发生对流和后续散热。在该步骤中,散热器的总表面积也变得有利。大的表面积为热扩散和对流提供了增加的面积。


    有源辐射器和无源辐射器


    散热器常用于主动、被动或混合配置。


    -被动式散热器依靠自然对流,也就是说只有热空气的浮力才会引起整个散热器系统产生的气流。这些系统是有利的,因为它们不需要辅助电源或控制系统来从系统散热。然而,在从系统传递热量方面,被动散热器不如主动散热器有效。


    -主动散热器使用强制空气来增加流经高温区域的流体流量。强制通风通常是由风扇、鼓风机甚至整个物体的运动产生的。例如,摩托车发动机通过空气沿着设计为发动机的散热片流动来冷却。散热器上的风扇产生强制空气的一个例子是,当电脑变热时,个人电脑中的风扇就会打开。


    风扇迫使空气流过散热器,使更多未加热的空气在散热器表面流动,从而增加整个散热器系统的总热梯度,并允许更多的热量从整个系统中散发出去。-混合辐射器结合了无源和有源辐射器的某些方面。


    这些配置不太常见,它们通常依赖控制系统根据温度要求冷却系统。当系统在较低温度下运行时,强制送风将不起作用,只能被动冷却系统。一旦热源达到较高的温度,主动冷却机构开始工作,以增加散热器系统的冷却能力


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