التبريد الإجباري للإلكترونيات ممارسة شائعة. هل لديك عنصر قوي على السبورة؟ لا مشاكل! ضع مبردًا أكبر ، ولكن المروحة أكثر قوة وهنا الحل لمشكلتك. ولكنها ليست بهذه البساطة. ليس ذلك فحسب ، فالمراوح القوية تخلق مستوى عال من الضوضاء ، ولكن الجهاز الإلكتروني نفسه لديه أيضًا مقاومة لتدفق الهواء. قاعدة "أكثر أفضل" لا تعمل هنا. لماذا ، سيتم وصفها في هذه المقالة. بالإضافة إلى ذلك ، للحصول على أروع المراوح المستوردة من الخارج ، تحتاج إلى الحصول على رخصة استيراد.

صياغة المشكلة

لنفترض أنك عثرت على مروحة DC قوية بمعدل تدفق هواء حجمي يبلغ حوالي 30 قدمًا / دقيقة. فرحك ليس له حدود ، لأنه كلما زاد تدفق الهواء ، زاد معدل تدفق الهواء داخل الجهاز ، والذي بدوره يجعل من الممكن تبريد العناصر بشكل أفضل. ومع ذلك ، 30 قدمًا / دقيقة - هذا هو تدفق الهواء الذي سنحصل عليه إذا لم تكن هناك مقاومة للهواء في مسار تدفق الهواء ، وهو أمر غير واقعي على الأرجح.

بالتأكيد رأيت مثل هذه (الشكل 1) منحنيات في أوراق البيانات على المراوح (إذا كنت قد نظرت إليها ، بالطبع ، النفخ والنفخ). سأحاول شرح معناها. تُظهر الإحداثيات الرأس الهيدروليكي (الرؤوس الهيدروليكية بالإنجليزية) بمليمتر (أو في كثير من الأحيان بالبوصة) من الماء ، وتظهر الخرزة التدفق بالأقدام المكعبة في الدقيقة. يمكن الحصول على قيمة الضغط القصوى إذا أغلقت ، على سبيل المثال ، راحة يدك ، المروحة. في هذه الحالة ، لن يكون هناك تدفق للهواء ، وسوف تذهب كل الطاقة لخلق ضغط. إذا لم تكن هناك عوائق أمام تدفق الهواء ، فسوف نطور أقصى معدل تدفق حجمي ، وهو أمر جيد.

تين. 1. منحنى أداء المروحة النموذجي PMD1204PQB1-A. (2) .U.GN.

الحقيقة هي عادة أن النظام لديه مقاومة هواء محدودة وتحتاج إلى تحديد نقطة على المنحنى للحصول على القيمة الحقيقية لتدفق الحجم. الاعتماد في النظام له شكل تربيعي.

R هي المقاومة الكلية للنظام. ز - معدل التدفق الحجمي للهواء. تتكون المقاومة عادة من الخسائر بسبب تفاعل تدفق الهواء مع لوحة الدوائر المطبوعة ، والإسكان ، وفتحات المدخل والمخرج ، والتمديدات والانكماشات المختلفة في السكن. لكل هذه العناصر في الأدبيات المتخصصة هناك صيغ تقريبية لحساب المقاومة.

تين. 2. منحنى أداء المروحة ومقاومة النظام.

طرق تشغيل المراوح

في كثير من الأحيان ، يتم استخدام العديد من المراوح لتبريد النظام. هناك اختلاف في الطريقة التي تنوي تسليمها - بالتوازي أو في سلسلة. بالتوازي - هذا عندما تضع اثنين من المعجبين جنبًا إلى جنب ، وفي سلسلة - هذان معجبان واحدًا تلو الآخر. يزيد التثبيت التسلسلي من الضغط الساكن وهو أكثر ملاءمة للأنظمة ذات المقاومة الداخلية العالية (على سبيل المثال ، عندما يكون لديك تركيب ضيق للغاية للعناصر في الحالة ولا يكون ثقب التهوية مثيرًا للإعجاب) (الشكل 3) ، ولكن موازٍ) (الشكل 4) ، على العكس ، أنظمة ذات مقاومة منخفضة لتدفق الهواء وتستخدم لزيادة تدفق الكتلة.

تين. 3. تشغيل المراوح في السلسلة

الشكل. 4. تشغيل المراوح بالتوازي

يوضح الرسم البياني (الشكل 4) أنه عند التثبيت بالتوازي ، فإننا نزيد من تدفق الحجم ، من أجل الحصول على النتيجة النهائية ، نحتاج فقط إلى إضافة تدفق حجم المروحة الثانية إلى تدفق حجم المروحة الأولى وإعادة بناء الرسم البياني. حالة التضمين المتسلسل هي نفسها ، لكننا هنا نضيف الضغط. أريد أن أشير إلى أنه من الأفضل استخدام معجبين متطابقين (خاصة في حالة الاتصال المتسلسل). خلاف ذلك ، قد تواجه ظواهر غير سارة ، على سبيل المثال ، مع حقيقة أن الهواء الخاص بك سوف يسير في الاتجاه المعاكس. ألاحظ أن استخدام مراوح إضافية لن يؤدي إلى أداء نظام التبريد N-fold.

كيفية وصف مقاومة الهواء لجهاز إلكتروني

لتمييز استجابة الجهاز لتدفق الهواء ، يمكنك استخدام القياس مع الدائرة الكهربائية (يتم استخدام طريقة القياس هنا). مقاومة الهواء هي المقاومة الكهربائية. تدفق الهواء هو تيار كهربائي. انخفاض الجهد - فقدان الضغط. لا تزال هناك سعات ومحاثات ، لكننا لسنا بحاجة إليها في هذه الحالة. لذلك ، من أجل وصف النظام ، من الضروري تسليط الضوء على الأجزاء الفردية التي لها تأثير كبير على تدفق الهواء ، اكتب لكل تعبير عن مقاومة الهواء. إنها بسيطة للغاية. بعد ذلك ، يتم تسجيل سلسلة من مقاومات تدفق الهواء ، ويتم البحث عن المقاومة الكلية ، وأخيرًا ، يتم إنشاء المنحنى المميز لجهازك. سنفعل هذا بناء على مثال. ولكن أولاً ، سأعطيك المكونات الأساسية التي يمكن أن يتحلل بها جهازك ،وتسجيل مقاومة الهواء لهم.

يوضح الشكل التالي التعبير عن جدار مثقب. أو لمجرد الحفرة. يمكنك وصف جدران التهوية.

تين. 5. الجدار المثقب والتعبير عنه.

غالبًا ما يحتوي الجهاز على حجيرات بأحجام مختلفة. لذا ، نعم ، لديهم أيضًا مقاومة جوية.

تين. 6. توسيع الحجم.

نعال الشاطئ.

تين. 7. بدوره.

التفاعل بين السطحين سواء كان PP أو سطح الجسم.

تين. 8. الاحتكاك

السؤال الذي يطرح نفسه ، ولكن كيف نصف المقاومة الجوية لل PP مع العناصر الموجودة عليه؟ هل من الضروري وصف اللوحة بالتفصيل ، وتقسيمها إلى عناصر فرعية؟ لا ، لا حاجة لذلك. في حالتنا ، قام الأشخاص الأذكياء بالكثير من التجارب والحسابات والمحاكاة. من حيث المبدأ ، يمكن اختزال جميع اللوحات إلى حالة نموذجية أو أخرى من حيث تدفق الهواء. لكل منهم هناك صيغة تجريبية أكثر دقة أو أقل للحساب. يوضح الجدول التالي هذه الصيغ لمختلف التكوينات ومواقع ثنائي الفينيل متعدد الكلور داخل العلبة. نحن بحاجة إلى الحالة (أ) - PP واحد.

مثال حسابي

على سبيل المثال ، نكتب مقاومة الهواء للحالة التالية مع PP الموجود فيه.

تين. 9. مثال للجهاز الذي تم إجراء الحساب له.

في هذه الحالة ، توجد مقاومات الهواء التالية: ثقب المدخل ، التمدد عند مخرج المروحة ، مقاومة PP ، المقاومة بين PP وغطاء الإسكان العلوي ، مقاومة ثقب الإخراج. تتم كتابة كل هذه المقاومات بالتتابع ، ولا يوجد شيء معقد. يتم تقديم الحساب في ملف MathCAD المرفق ، بحيث يمكن لأي شخص يحتاج إليه البحث في التطورات والاستفادة منها. تحتاج إلى استخدام الأبعاد الهندسية للعناصر والثقوب. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر هذا الملف حسابًا لمقاومة الهواء للمشعات المثبتة على CPU1 و CPU2. هنا لا أعطي حساباتهم.جميع الحسابات هي من حسابات جوردون إن إليسون الحرارية للإلكترونيات .
سأعطي النتائج. يظهر الرسم البياني (الشكل 9) باللون الأحمر مقاومة الهواء وإدراج مروحة إضافية في السلسلة ، وفي الشكل 10 ، بالتوازي.

تين. 9. نتائج حساب لمحبي مرتبطة بالتسلسل

الشكل. 10. نتائج حساب المراوح المتصلة بالتوازي

مجموع

ظهر النظام بمقاومة منخفضة للهواء ، وبالتالي ، فإن التوصيل المتوازي للمراوح سيعطي تأثيرًا أكبر. الآن ، بمعرفة معلمات النظام ، يمكنك البدء في حساب النظام الحراري لجهازك الإلكتروني. يتم شرح كيفية القيام بذلك باستخدام التقريبات الهندسية هنا ، بالإضافة إلى تأكيد النتيجة هنا باستخدام النمذجة في Autodesk CFD.

تمت كتابة هذه المقالة باستخدام كتاب Gordon N. Elison Thermal Calculator for Electronics.

رابط لملف MathCAD للحسابات.

إلكترونيات تبريد الهواء القسري. العتاد. مقاومة الهواء CEA

صياغة المشكلة

طرق تشغيل المراوح

كيفية وصف مقاومة الهواء لجهاز إلكتروني

مثال حسابي

مجموع

More articles: