Elektronik pendingin udara paksa. Perlengkapan. Resistensi udara CEA
Pendinginan elektronik secara paksa adalah praktik yang umum. Apakah Anda memiliki elemen yang kuat di papan tulis? Tidak ada masalah! Letakkan radiator yang lebih besar, tetapi kipas lebih kuat dan inilah solusi untuk masalah Anda. Tapi itu tidak sesederhana itu. Tidak hanya itu, kipas yang kuat menciptakan tingkat kebisingan yang tinggi, tetapi perangkat elektronik itu sendiri juga memiliki ketahanan terhadap aliran udara. Aturan "lebih banyak lebih baik" tidak berfungsi di sini. Sebabnya, akan dijelaskan dalam artikel ini. Selain itu, untuk penggemar terkeren yang diimpor dari luar negeri, Anda perlu mendapatkan lisensi impor.Perumusan masalah
Katakanlah Anda menemukan kipas DC yang kuat dengan laju aliran udara volumetrik sekitar 30ft3 \ mnt. Tidak ada batasan untuk kesenangan Anda, karena semakin besar aliran udara, semakin besar laju aliran udara di dalam perangkat, yang pada gilirannya memungkinkan untuk mendinginkan elemen dengan lebih baik. Namun, 30ft3 \ mnt - ini adalah aliran udara yang akan kita dapatkan jika tidak ada hambatan udara di jalur aliran udara, yang, kemungkinan besar, tidak realistis.Tentunya Anda melihat kurva (Gbr. 1) seperti itu di lembar data tentang penggemar (jika Anda, tentu saja, pernah melihat ke dalamnya. Hembusan dan tiupan). Saya akan mencoba menjelaskan maknanya. Ordinat menunjukkan kepala hidrolik (kepala hidrolik dalam bahasa Inggris) dalam mm (atau lebih sering dalam inci) air, dan absis menunjukkan aliran dalam kaki kubik per menit. Nilai tekanan maksimum dapat diperoleh jika Anda menutup, katakanlah, dengan telapak tangan Anda, kipas angin. Dalam hal ini, tidak akan ada aliran udara, dan semua energi akan mengalir untuk menciptakan tekanan. Jika tidak ada hambatan pada aliran udara, maka kita akan mengembangkan laju aliran volumetrik maksimum, yang bagus.
Ara. 1. Kurva kinerja kipas khas PMD1204PQB1-A. (2) .U.GN.Kenyataannya biasanya bahwa sistem memiliki hambatan udara yang terbatas dan Anda perlu memilih titik pada kurva untuk mendapatkan nilai sebenarnya dari aliran volume. Ketergantungan pada sistem memiliki bentuk kuadratik.
R adalah resistansi udara total sistem. G - laju aliran volumetrik udara. Perlawanan biasanya terdiri dari kerugian karena interaksi aliran udara dengan papan sirkuit cetak, perumahan, lubang masuk dan keluar outlet, berbagai ekstensi dan kontraksi di perumahan. Untuk semua elemen ini dalam literatur khusus ada rumus perkiraan untuk menghitung resistensi.
Ara. 2. Kurva kinerja kipas dan ketahanan sistem.Cara untuk menyalakan kipas
Seringkali, beberapa penggemar digunakan untuk mendinginkan sistem. Ada perbedaan dalam cara Anda ingin mengirimkannya - secara paralel atau seri. Secara paralel - ini adalah ketika Anda menempatkan dua penggemar berdampingan, dan secara seri - ini adalah dua penggemar satu demi satu. Pemasangan serial meningkatkan tekanan statis dan lebih cocok untuk sistem dengan resistansi internal yang tinggi (misalnya, ketika Anda memiliki pemasangan elemen yang sangat ketat dalam case dan perforasi ventilasi tidak mengesankan) (Gbr. 3), tetapi paralel) (Gbr. 4), sebaliknya, untuk sistem dengan resistansi rendah terhadap aliran udara dan digunakan untuk meningkatkan aliran massa.
Ara. 3. Menghidupkan kipas secara seri
Gambar. 4. Menghidupkan kipas secara paralelGrafik (Gambar 4) menunjukkan bahwa ketika dipasang secara paralel, kami meningkatkan aliran volume, untuk mendapatkan hasil akhir, kami hanya perlu menambahkan aliran volume kipas kedua ke aliran volume kipas pertama dan membangun kembali grafik. Situasi untuk inklusi berurutan adalah sama, tetapi di sini kita menambahkan tekanan. Saya ingin mencatat bahwa lebih baik menggunakan dua kipas identik (terutama dalam hal koneksi seri). Kalau tidak, Anda mungkin menghadapi fenomena yang tidak menyenangkan, misalnya, dengan fakta bahwa udara Anda akan menuju arah yang berlawanan. Saya perhatikan bahwa penggunaan kipas tambahan tidak akan menyebabkan kinerja sistem pendingin N-lipat.Cara menggambarkan hambatan udara dari perangkat elektronik
Untuk mengkarakterisasi respons perangkat terhadap aliran udara, Anda dapat menggunakan analogi dengan rangkaian listrik (metode analogi digunakan di sini). Hambatan udara adalah hambatan listrik. Aliran udara adalah arus listrik. Penurunan tegangan - kehilangan tekanan. Masih ada kapasitansi dan induktansi, tetapi kami tidak membutuhkannya dalam kasus ini. Oleh karena itu, untuk menggambarkan sistem, perlu untuk menyoroti bagian-bagian individu yang memiliki dampak signifikan pada aliran udara, tulis untuk setiap ekspresi hambatan udara. Mereka cukup sederhana. Kemudian, rantai hambatan aliran udara dicatat, hambatan total dicari, dan akhirnya, kurva karakteristik perangkat Anda dibuat. Ini akan kita lakukan berdasarkan contoh. Tapi pertama-tama, saya akan memberi Anda komponen dasar perangkat Anda dapat diuraikan,dan catat hambatan udara untuk mereka.Gambar berikut menunjukkan ekspresi untuk dinding berlubang. Atau hanya untuk lubang. Anda dapat menggambarkan dinding ventilasi saluran masuk.
Ara. 5. Dinding berlubang dan ekspresi untuknya.Seringkali, perangkat memiliki kompartemen dengan volume berbeda. Jadi, ya, mereka juga memiliki hambatan udara.
Ara. 6. Perluasan volume.Flip flop.
Ara. 7. Putar.Interaksi antara dua permukaan, apakah itu PP atau permukaan tubuh.
Ara. 8. GesekanMuncul pertanyaan, tetapi bagaimana kita menggambarkan hambatan udara PP dengan elemen-elemen yang ada di dalamnya? Apakah benar-benar perlu untuk menggambarkan papan secara rinci, memecahnya menjadi sub-elemen? Tidak, itu tidak perlu. Dalam kasus kami, orang pintar telah melakukan banyak percobaan, perhitungan, dan simulasi. Pada prinsipnya, semua papan dapat direduksi menjadi satu atau beberapa kasus khas dalam hal aliran udara. Untuk masing-masing dari mereka ada rumus empiris yang lebih atau kurang akurat untuk perhitungan. Tabel berikut menunjukkan rumus-rumus ini untuk berbagai konfigurasi dan lokasi PCB di dalam enklosur. Kami membutuhkan kasing (a) - satu PP.
Contoh Perhitungan
Sebagai contoh, kami menulis hambatan udara untuk kasus selanjutnya dengan PP terletak di dalamnya.
Ara. 9. Contoh perangkat yang penghitungannya dilakukan.Dalam hal ini, ada resistensi udara berikut: perforasi inlet, ekspansi di outlet fan, resistansi PP, resistansi antara PP dan penutup housing atas, resistansi perforasi keluaran. Semua resistensi ini ditulis berurutan, dan tidak ada yang rumit. Perhitungan diberikan dalam file MathCAD terlampir, sehingga siapa pun yang membutuhkannya dapat melihat dan memanfaatkan perkembangan. Anda perlu menggunakan dimensi geometrik elemen, perforasi. Selain itu, file ini memberikan perhitungan hambatan udara radiator yang diinstal pada CPU1 dan CPU2. Di sini saya tidak memberikan perhitungannya.Semua perhitungan berasal dari Perhitungan Thermal Gordon N. Elison untuk Elektronik .Saya akan memberikan hasilnya. Grafik (Gambar 9) menunjukkan warna merah hambatan udara dan masuknya kipas tambahan secara seri, dan pada Gambar 10, secara paralel.
Ara. 9. Hasil perhitungan untuk penggemar yang terhubung dalam seri
Gambar. 10. Hasil perhitungan untuk penggemar yang terhubung secara paralelTotal
Sistemnya ternyata dengan resistansi udara rendah, oleh karena itu koneksi paralel kipas akan memberikan efek lebih besar. Sekarang, mengetahui parameter sistem, Anda dapat mulai menghitung rezim termal perangkat elektronik Anda. Cara melakukan ini menggunakan pendekatan teknik dijelaskan di sini , serta mengonfirmasi hasilnya di sini menggunakan pemodelan di Autodesk CFD.Artikel ini ditulis menggunakan buku Gordon N. Elison Thermal Calculations for Electronics.Tautan ke file MathCAD untuk perhitungan. Source: https://habr.com/ru/post/id387551/
All Articles