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一文看懂冷板设计方案

发布时间:2019-11-05来源:迈肯思关键词标签: 冷板 热交换器

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,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。

图1 气冷式冷板结构

图2 肋片结构形式

表1 典型肋片的结构参数

● 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,其结构形式如图3所示。

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