دليل مغاسل الحرارة - الأنواع والاستخدامات والتطبيقات

هل تبحث عن دليل لأحواض الحرارة؟

لا حاجة لمزيد من البحث.

يستكشف هذا الدليل أنواع المشتتات الحرارية واستخداماتها والتطبيقات الصناعية الأكثر شيوعًا.

بحلول نهاية هذا المنشور ، سيكون لديك فهم أفضل لماهية المشتتات الحرارية وكيف يمكن أن تفيد عملك.ابقوا متابعين!

ما هو بالوعة الحرارة؟

المشتت الحراري هو جهاز سلبي ينقل الطاقة الحرارية من جسم ساخن إلى آخر أكثر برودة.

وهي مصنوعة من مواد عالية التوصيل الحراري ، مثل النحاس أو الألومنيوم.يستخدم المشتت الحراري لتبديد الحرارة بكفاءة.

غالبًا ما تستخدم المشتتات الحرارية في الأجهزة الإلكترونية ، مثل وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات ومصابيح LED.

عندما تصبح هذه الأجهزة ساخنة للغاية ، فإن المشتت الحراري يساعد على تبريدها عن طريق نقل الحرارة بعيدًا عن الجسم الساخن إلى بيئة أكثر برودة.

قد ترتفع درجة حرارة هذه الأجهزة وقد تتلف نفسها أو تدمر نفسها بدون المشتت الحراري.

كيف يعمل المشتت الحراري؟

المشتت الحراري هو جهاز يمتص الطاقة الحرارية من وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر ويحولها إلى أشكال طاقة أقل ضررًا.

ينقل الطاقة الحرارية إلى الهواء المحيط ، الذي يبرد ويتحول إلى رياح أو بخار ماء.

ثم تكرر العملية نفسها ، أولاً لامتصاص الحرارة من سطح واحد ( 'المصدر ') ، ثم إطلاقها في درجات حرارة أكثر برودة على سطح آخر ( 'الحوض ').

تعمل هذه العملية لأنه عندما يكون لديك جزيئات هواء ذات درجة حرارة عالية بالقرب من الأسطح المعدنية ، فإنها تبدأ في الاهتزاز ذهابًا وإيابًا بشكل أسرع مما يحدث في البيئات الأخرى.

ينتج عن هذا الاهتزاز تيارًا كهربائيًا في أي سلك قريب ، لذلك إذا قمت بتوصيل الأسلاك بكلا جانبي المبدد الحراري بسلك نحاسي ، فسيكون هناك تدفق للكهرباء.

مواد المشتت الحراري

أحواض الألمنيوم الحرارية

يعتبر الألمنيوم أفضل من أي معدن آخر عندما يتعلق الأمر بالتوصيل الحراري ، وهو رخيص جدًا مقارنة بالمعادن الأخرى عالية الجودة مثل النحاس أو الفضة.

لا تعد أحواض الألمنيوم الحرارية أفضل المشتت الحراري ، لكنها بالتأكيد واحدة من أكثرها كفاءة.

يعتبر الألمنيوم رائعًا في توصيل الحرارة بعيدًا عن كل ما يلمسه (تذكر أن معدل التوصيل الحراري للألمنيوم أعلى بثلاث مرات تقريبًا من النحاس) ، وتستخدم أحواض الألمنيوم الحرارية هذه الحقيقة لصالحها مع جميع الزعانف.

أحواض النحاس الحرارية

تعد خافضات الحرارة النحاسية أفضل بشكل عام للتطبيقات التي تحتوي على كثافة طاقة أعلى أو تتطلب مزيدًا من تبديد الحرارة المنتظم على سطح المبدد الحراري.

يوفر النحاس فرقًا أكبر في الأداء الحراري بين درجات الحرارة المحيطة ودرجات حرارة التوصيل ، مما يؤدي إلى انخفاض متوسط ​​درجات حرارة الحالة أثناء التشغيل عالي الطاقة.

أنواع مغاسل الحرارة

هناك عدة أنواع متاحة من المشتتات الحرارية.الصانع مثل Winshare الحرارية تصميم مغاسل حرارية مختلفة حسب التطبيق أو الجهاز الخاص بك.

· مغاسل الحرارة المبثوقة

يتم إنشاء شكل المشتت الحراري المبثوق عن طريق دفع المعدن إلى قالب.

هذا النوع من خافض الحرارة شائع جدًا لأنه يوفر أداءً جيدًا بسعر اقتصادي.

عامل مهم في قدرة هذا النوع من المشتت الحراري على الأداء الجيد هو الاتجاه الذي تنحني فيه الزعانف ، إما باتجاه القاعدة أو بعيدًا عنها.

· مغاسل الحرارة Skived

يتم تشكيل مغاسل الحرارة Skived بشفرات حادة وهي أكثر أنواع المشتتات الحرارية شيوعًا.

يسهل تصنيع أحواض الحرارة هذه ، خاصةً عندما تكون كبيرة الحجم وتتطلب أشكالًا معقدة.

يتم استخدام أحواض الحرارة Skived حيث لا يزيد سطح تبديد الحرارة عن متر مربع.

من عيوب هذا النوع من المشتت الحراري أن أداءه يعتمد على سرعة وضغط تدفق السائل.

· بالوعة الحرارة أنبوب الحرارة

نوع أنبوب الحرارة هو جهاز سلبي مصنوع من مواد خاصة تسمى السوائل القابلة للانضغاط بالحرارة.

عندما يتم تسخين أحد طرفي المادة ، أو المبخر ، فإنه يتسبب في التبخر وتحويل المادة إلى غاز.يرتفع الغاز إلى أنابيب أخرى متصلة حيث يتكثف إلى سائل ثم ينقع مرة أخرى إلى المبخر.

تعمل أنواع الأنابيب الحرارية بشكل أفضل عندما يكون لها نوعان من المعدن: معدن ذو مساحة سطح عالية يستخدم كمبخر وأنابيب نحاسية أو ألمنيوم متصلة في أي من طرفي التوصيل الحراري.

· مغاسل الحرارة المستعبدين

نوع Bonded Heat Sinks هو الأفضل لتبريد وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك.ستتمكن المصارف الحرارية Bonded - التي لا تزال تُعرف باسم مبردات Peltier أو المبردات الحرارية (TEC) - من تبريد وحدات المعالجة المركزية حتى 150 واط (40W TECs هي الأكثر شيوعًا).

تأتي أحواض الحرارة المستعبدة في نوعين مختلفين ، الترابط النشط ، والترابط السلبي.

· مغاسل حرارية مزورة

يتم إنتاج أحواض الحرارة المزورة عن طريق صب المعدن أو ضغطه في قالب والسماح له بالتبريد.

يمكن أن تكون مصنوعة من الألومنيوم والنحاس والمعادن الأخرى مثل الفولاذ المقاوم للصدأ.

يمكن تشكيل الأجزاء التي تتطلب قوة عالية للغاية عن طريق تزوير.تميل القطع المزورة إلى الحصول على أفضل الأشكال ، على الرغم من أنها قد تكون أغلى أنواع المشتتات الحرارية.

غالبًا ما تُستخدم المشتتات الحرارية المزورة في مبردات وحدة المعالجة المركزية المتطورة لأنها عادةً ما تبدو جيدة ويمكنها تبديد كميات كبيرة من الحرارة بسبب حجمها.

· مختلط بالوعة الحرارة

أحواض الحرارة بالنحاس هي أنواع من المشتتات الحرارية حيث يتم توصيل الأجزاء بمادة لحام مثل الفضة أو النحاس.

غالبًا ما يتم استخدام اللحام بالنحاس عند ربط المعدن بالألمنيوم لأنه يحتوي على نقطة انصهار منخفضة ويشكل مفاصل قوية عند تبريده بسرعة.

عادةً ما تُصنع أنواع المشتتات الحرارية الملحومة من النحاس ولكن يمكن أيضًا تصنيعها من الألومنيوم.

· بالوعة الحرارة الملحومة الاحتكاك ضجة

يمكن تصنيع أحواض الحرارة الملحومة الاحتكاكية من عدة أنواع من المعادن ، بما في ذلك النحاس والألمنيوم.

لحام الدمج الاحتكاكي هو نوع من اللحام الذي يحرك المعادن معًا دون صهرها عن طريق تدوير المعادن حتى تتصل.

تسمح أنواع أحواض الحرارة الملحومة الاحتكاكية بأشكال وأحجام أكثر مرونة من الأنواع الأخرى الأكثر صلابة من أحواض الحرارة.

ما الذي يمكن استخدام مغاسل الحرارة؟

• يطيل عمر الأجهزة الإلكترونية

• يتم تحسين الكفاءة عن طريق إزالة الحرارة

• يحمي الدوائر الحساسة من الحرارة الزائدة

• يضمن بقاء الجهاز باردًا عند لمسه أثناء الاستخدام

كيفية اختيار المشتت الحراري المناسب؟

عند اختيار المشتت الحراري ، هناك ثلاثة عوامل رئيسية يجب أن تأخذها في الاعتبار:

· نوع المشتت الحراري

يعتمد نوع المشتت الحراري الذي تحتاجه على نوع الجهاز الذي تحاول تبريده.

هناك نوعان من المشتتات الحرارية:

1. سلبي

2. نشط

تعتمد المشتتات الحرارية السلبية على تدفق الهواء الطبيعي لتبديد الحرارة ، بينما تحتوي المشتتات الحرارية النشطة على مراوح أو وسائل أخرى لتبريد الجهاز بشكل فعال.

إذا لم يكن لديك تدفق هواء جيد حول جهازك ، فستحتاج إلى المشتت الحراري النشط.

· الحاجة للمشتت الحراري

الشيء التالي الذي يجب مراعاته هو ما إذا كنت بحاجة إلى المشتت الحراري أم لا.لا تولد كل الأجهزة الكثير من الحرارة ، وبعض الأجهزة التي تنتج الكثير من الحرارة لا تحتاج بالضرورة إلى التبريد.

أفضل طريقة لتحديد ما إذا كنت بحاجة إلى المشتت الحراري أم لا هي قراءة مواصفات الجهاز عن كثب.

إذا كان ينتج مستويات حرارة أعلى من المعتاد ، فربما تريد استخدام المشتت الحراري النشط.

قم بقياس درجة حرارة جهازك باستخدام مقياس حرارة.إذا وصلت درجة الحرارة إلى أكثر من 50 درجة مئوية ، فأنت تريد استخدام المشتت الحراري.

· الميزات التي يجب النظر إليها

آخر شيء يجب النظر إليه هو ميزات المشتت الحراري.يمكن أن تؤثر العديد من الميزات على مدى فعالية المشتت الحراري الخاص بك.

تريد التأكد من أن المشتت الحراري لديه موصلية حرارية جيدة ، ودرجات حرارة تشغيل منخفضة ، ومستويات توليد ضوضاء منخفضة ، وسرعة قابلة للتعديل.

ستضمن لك هذه الأشياء الحصول على أفضل وظيفة من المشتت الحراري الجديد!

التطبيقات الرئيسية للمشتت الحراري

بعض تطبيقات المشتتات الحرارية هي:

· تستخدم المشتتات الحرارية بشكل شائع في صناعة الإلكترونيات.يمكن العثور عليها في اللوحات الأم والمعالجات الدقيقة وموزعات الحرارة على بطاقات الرسومات.

· يتم تطبيق المشتتات الحرارية على نطاق واسع في الأجهزة المنزلية مثل الثلاجات أو مكيفات الهواء حيث يتم توليد الحرارة كمنتج ثانوي لعملية التبريد.

· تستخدم المشتتات الحرارية على نطاق واسع في المبادلات الحرارية حيث تنتقل الحرارة من مائع عالي السعة الحرارية إلى سائل ذو سعة حرارية منخفضة.يمكن العثور على تطبيق المشتت الحراري هذا في تكييف الهواء ومضخات الحرارة وأنظمة التدفئة.

· يتم استخدام المشتتات الحرارية أيضًا كمشعات في سخانات السيارات أو السخانات لبعض العمليات الصناعية.

· تستخدم المشتتات الحرارية على نطاق واسع في صناعة الإضاءة ، حيث يتم توليد بعض الحرارة كمنتج ثانوي للتفريغ الكهربائي أثناء الإضاءة.يمكن العثور على تطبيق المشتت الحراري هذا على أضواء المسرح / السيارات ومصابيح الاستوديو حيث يلزم إعاقة توليد الحرارة.