الحرارة بعيدا عن المبرد. تعتمد هذه العملية على التدرج الحراري للرادياتير وسائل التشغيل الخاص به - الهواء الأكثر شيوعًا أو سائل غير موصل (مثل الماء). يمر سائل العمل عبر سطح المبرد الحراري ويستخدم الانتشار الحراري والحمل الحراري لنقل الحرارة بعيدًا عن السطح وإلى البيئة المحيطة. تعتمد هذه المرحلة مرة أخرى على التدرج الحراري لإزالة الحرارة من المبرد.
لذلك، إذا كانت درجة الحرارة المحيطة ليست أقل من المبرد، فلن يحدث الحمل الحراري وتبديد الحرارة اللاحق. هذه الخطوة هي أيضًا حيث تصبح المساحة الإجمالية للرادياتير أكثر ملاءمة. توفر مساحة السطح الكبيرة مساحة متزايدة لحدوث الانتشار الحراري والحمل الحراري.
المشعات النشطة والسلبية تستخدم المشعات بشكل شائع في التكوينات النشطة أو السلبية أو الهجينة. تعتمد المشعاعات السلبية على الحمل الحراري الطبيعي، مما يعني استخدام طفو الهواء الساخن فقط لتوليد تدفق الهواء في جميع أنحاء نظام الرادياتير. تعتبر هذه الأنظمة مفيدة لأنها لا تتطلب مصدر طاقة إضافيًا أو نظام تحكم لإزالة الحرارة من النظام. ومع ذلك، فإن المشعاعات السلبية ليست فعالة مثل المشعاعات النشطة في نقل الحرارة من النظام.
- تستخدم المشعات النشطة الهواء القسري لزيادة تدفق السوائل عبر المناطق الساخنة. غالبًا ما يتم توليد الهواء القسري عن طريق حركة المراوح أو المنافيخ أو حتى الأشياء بأكملها - على سبيل المثال، يتم تبريد محرك دراجة نارية عن طريق الهواء عبر المشتت الحراري المصمم في المحرك. مثال على المروحة التي تنتج هواءً قويًا من خلال المبرد هي المروحة الموجودة في جهاز الكمبيوتر الشخصي الخاص بك والتي يتم تشغيلها بعد ارتفاع درجة حرارة جهاز الكمبيوتر الخاص بك. تقوم المروحة بدفع الهواء عبر الرادياتير، مما يسمح لمزيد من الهواء غير المسخن بالمرور عبر سطح الرادياتير، وبالتالي زيادة التدرج الحراري الإجمالي لنظام الرادياتير والسماح لمزيد من الحرارة بمغادرة النظام بأكمله.
1: التوصيل الحراري للنحاس النقي (الألومنيوم النقي): هذه الطريقة لكفاءة التوصيل الحراري منخفضة نسبيًا، لكن الهيكل بسيط، والسعر رخيص، والعديد من المشعات الأصلية بهذه الطريقة.
2: أنبوب النحاس التوصيل الحراري: أو الطريقة الأكثر استخدامًا الآن، أنبوب النحاس الخاص به مجوف، وهو مملوء بسائل التوصيل الحراري، عندما ترتفع درجة الحرارة، يتبخر السائل الموجود في الجزء السفلي من الأنبوب النحاسي لامتصاص الحرارة، يتم نقل الحرارة إلى الزعنفة الحرارية بعد تقليل درجة الحرارة لتتكثف في سائل، وتتدفق مرة أخرى إلى أسفل الأنبوب النحاسي، وبالتالي فإن الدورة، وكفاءة التوصيل الحراري عالية جدًا، لذا فإن معظم المبرد الآن بهذه الطريقة .
3: الماء: أي أننا غالبًا ما نقول أن تبريد الماء ينقسم إلى تبريد مائي متكامل وتبريد مائي منقسم، وهو الماء الذي يزيل حرارة وحدة المعالجة المركزية، ثم يتم نفخ الماء ذو درجة الحرارة المرتفعة بواسطة المروحة عندما يمر عبر الصف البارد المنحني (الهيكل مشابه للمبرد الموجود في المنزل)، ويصبح ماءً باردًا ويدور مرة أخرى.
كفاءة نقل الحرارة: كفاءة نقل الحرارة هي المفتاح لتبديد الحرارة، وهناك أربعة عوامل تؤثر على كفاءة نقل الحرارة.
1: عدد وسمك أنابيب الحرارة: كلما زاد عدد أنابيب الحرارة، كلما كان ذلك أفضل، بشكل عام 2، 4 يكفي، 6 وما فوق هو مشعاع متطور؛ كلما كان الأنبوب النحاسي أكثر سمكًا، كلما كان ذلك أفضل.
المبرد، نسمع المزيد كل يوم، ولكننا نفهم أيضًا. ولكن لا أعرف ما إذا كان المبرد أنبوب الحرارة قد سمع عنه أيضا؟ كيف يعمل مشعاع الأنابيب الحرارية؟ جمعت هذه المقالة بعض المعلومات لمشاركتها معك، وآمل أن تكون مفيدة لك.
مبدأ المبرد أنبوب الحرارة
المبرد الأنبوبي الحراري هو نوع من المكونات الاصطناعية التي تتميز بنقل الحرارة بشكل ممتاز. يتكون أنبوب الحرارة الشائع الاستخدام من ثلاثة أجزاء: الجسم الرئيسي عبارة عن أنبوب معدني مغلق، وهناك كمية صغيرة من وسط العمل والهيكل الشعري بالداخل، ويجب استبعاد الهواء والحطام الآخر في الأنبوب. تعمل الأنابيب الحرارية باستخدام ثلاثة مبادئ فيزيائية:
(1) في حالة الفراغ، يتم تقليل درجة غليان السائل؛
(2) الحرارة الكامنة لتبخير نفس المادة أعلى بكثير من الحرارة المحسوسة؛
⑶ قوة الشفط للهيكل الشعري المسامي على السائل يمكن أن تجعل السائل يتدفق.
مبدأ عمل الرادياتير هو أن الحرارة تتولد من معدات التسخين وتنتقل إلى الرادياتير ومن ثم إلى الهواء والمواد الأخرى، حيث تنتقل الحرارة عن طريق نقل الحرارة في الديناميكا الحرارية. يشمل نقل الحرارة بشكل أساسي التوصيل الحراري والحمل الحراري والإشعاع الحراري، كما هو الحال عندما تكون المادة على اتصال بالمادة طالما كان هناك اختلاف في درجة الحرارة، سيحدث نقل الحرارة حتى تكون درجة الحرارة هي نفسها في كل مكان.
لوح من المعدن يستخدم لتبديد الحرارة، وعادة ما يتم تركيبه على مشعاع الأجهزة الإلكترونية أو الآلات مثل السيارات. يمكنه نقل الحرارة من مصدر الحرارة إلى الهواء عن طريق زيادة مساحة السطح لتحقيق غرض تبديد الحرارة.
1. ما هي المشتتات الحرارية
المشتت الحراري عبارة عن جسم يشبه الصفائح مصنوع من المعدن مع العديد من الهياكل الصغيرة التي تشبه الأجنحة والتي يمكنها زيادة مساحة سطحه بشكل فعال وتحسين كفاءة تبديد الحرارة. يتم استخدامه عادةً في أجهزة مثل المشعات والمراوح للمساعدة في تنظيم درجة الحرارة.
2. مبدأ عمل المشتت الحراري
يعتمد مبدأ عمل المشتت الحراري على مبدأ نقل الحرارة، أي أن نقل الحرارة يجب أن يعتمد على المواد الحرارية ووسائط نقل الحرارة. يتكون المشتت الحراري نفسه من معدن موصل للحرارة، حيث ينقل مصدر الحرارة المتصل بالرادياتير أو أي جهاز تبريد آخر إليه، وينقل الحرارة إلى البيئة من خلال مساحة سطح عالية. وفي الوقت نفسه، وبالسرعة المناسبة، يمكن تسريع عملية نقل الحرارة عن طريق دفع الغاز عبر المشتت الحراري.
3. نوع المشتت الحراري
هناك العديد من أنواع المشتتات الحرارية، والتي يتم تصنيفها بشكل أساسي وفقًا للشكل والمواد والهيكل. من وجهة نظر الشكل، يمكن تقسيم المشتت الحراري إلى أشكال مستطيلة ومربعة ومنتظمة وأشكال أخرى؛ من حيث المواد، يمكن استخدام الألومنيوم والنحاس وسبائك المغنيسيوم وغيرها من المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة؛ من الناحية الهيكلية، عادةً ما يتم تصميم المشتتات الحرارية عالية الجودة على شكل زعانف ومطبات وأشكال متخصصة أخرى لزيادة مساحة تبديد الحرارة بشكل أفضل وتحسين كفاءة تبديد الحرارة.
4. وظيفة المشتت الحراري
تُستخدم المشتتات الحرارية على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية التي تحتاج إلى تبديد الحرارة، ومحركات السيارات والمعدات الميكانيكية الأخرى، مثل: مشعاع وحدة المعالجة المركزية، ومشعاع وحدة معالجة الرسومات، ومشعاع مصباح LED، ومبرد السيارات، وما إلى ذلك. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في نشر الحرارة المتولدة من خلال سطح المشتت الحراري إلى البيئة الخارجية، لضمان أن درجة حرارة المعدات أو الأجزاء ليست مرتفعة للغاية أثناء التشغيل العادي، وكذلك للمساعدة في إطالة عمر خدمة المعدات. .
يجب أن يحتوي نظام التبريد النموذجي المبرد بالماء على المكونات التالية: كتلة تبريد الماء، السائل المتداول، المضخة، الأنابيب، وخزان المياه أو المبادل الحراري. الكتلة المبردة بالماء عبارة عن كتلة معدنية بها قناة مياه داخلية، مصنوعة من النحاس أو الألومنيوم، والتي تتلامس مع وحدة المعالجة المركزية وتمتص الحرارة من وحدة المعالجة المركزية. يتدفق السائل المتداول في خط الأنابيب المتداول بفعل المضخة، وإذا كان السائل ماء، فهو ما نسميه عادة نظام تبريد الماء. سوف يتدفق السائل الذي امتص حرارة وحدة المعالجة المركزية بعيدًا عن الكتلة المبردة بالماء الموجودة على وحدة المعالجة المركزية، وسيستمر السائل البارد الجديد في امتصاص حرارة وحدة المعالجة المركزية. يتم توصيل أنبوب الماء بالمضخة، وكتلة تبريد الماء وخزان الماء، وتتمثل وظيفته في السماح للسائل المتداول بالدوران في قناة مغلقة دون تسرب، بحيث يمكن لنظام تبريد التبريد السائل أن يعمل بشكل طبيعي. يتم استخدام خزان المياه لتخزين السائل المتداول، والمبادل الحراري عبارة عن جهاز مشابه للمشتت الحراري. ينقل السائل المتداول الحرارة إلى المشتت الحراري بمساحة سطحية كبيرة، وتقوم المروحة الموجودة في المشتت الحراري بسحب الحرارة من الهواء الوارد.
إن جوهر تبديد الحرارة المبرد بالماء وتبديد الحرارة المبرد بالهواء هو نفسه، لكن تبريد الماء يستخدم السائل المتداول لنقل حرارة وحدة المعالجة المركزية من الكتلة المبردة بالماء إلى المبادل الحراري ثم توزيعها، لتحل محل وحدة المعالجة المركزية. معدن متجانس أو أنبوب حراري لتبديد الحرارة المبرد بالهواء، ويكون جزء المبادل الحراري منه تقريبًا نسخة من المبرد المبرد بالهواء. يتميز نظام التبريد المبرد بالماء بخاصيتين: حرارة وحدة المعالجة المركزية المتوازنة وتشغيل منخفض الضوضاء. نظرًا لأن السعة الحرارية المحددة للمياه كبيرة جدًا، بحيث يمكنها امتصاص الكثير من الحرارة والحفاظ على درجة الحرارة لن تتغير بشكل كبير، يمكن التحكم في درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية في نظام تبريد المياه بشكل جيد، ولن يتسبب التشغيل المفاجئ في حدوث تغيير كبير في درجة الحرارة الداخلية لوحدة المعالجة المركزية، لأن مساحة سطح المبادل الحراري كبيرة جدًا، لذلك هناك حاجة إلى مروحة منخفضة السرعة فقط لتسخينها يمكن أن يكون لها تأثير جيد. ولذلك، يتم تبريد المياه في الغالب بمروحة منخفضة السرعة، بالإضافة إلى ذلك، فإن ضجيج تشغيل المضخة ليس واضحًا بشكل عام، وبالتالي فإن نظام التبريد العام هادئ جدًا مقارنة بنظام تبريد الهواء.
من خلال دراسة المواد المرجعية لسلسلة صغيرة من السيارات، وجد أن معظم مشعات السيارات الكهربائية هي في الأساس مواد من سبائك الألومنيوم، وأن أنابيب المياه والمشتتات الحرارية مصنوعة في الغالب من الألومنيوم. أنبوب المياه المصنوع من الألومنيوم مصنوع بشكل مسطح، والزعانف مموجة، مما يؤكد على أداء تبديد الحرارة، واتجاه التثبيت عمودي على اتجاه تدفق الهواء، ومقاومة الرياح صغيرة لتحقيق أقصى قدر من كفاءة التبريد. يتدفق سائل مضاد التجمد إلى قلب الرادياتير، ويتدفق جسم الهواء من قلب الرادياتير. يصبح مضاد التجمد الساخن باردًا لأنه يشع الحرارة إلى جسم الهواء، ويصبح جسم الهواء البارد دافئًا لأنه يمتص الحرارة التي يشعها مانع التجمد، ويحقق تبديد الحرارة خلال الدورة بأكملها.
نظرًا لأن مشعاع السيارة الكهربائية يعد جزءًا مهمًا من نظام تبريد محرك السيارة المبرد بالماء، ومع تطور سوق السيارات في الصين بشكل متزايد، فإن مشعاع السيارة الكهربائية يتطور أيضًا في اتجاه الوزن الخفيف والفعال من حيث التكلفة والمريح . في الوقت الحاضر، يتضمن تركيز مشعاع السيارة الكهربائية المحلية نوع DC ونوع التدفق المتقاطع. يمكن تقسيم هيكل قلب السخان إلى نوعين: نوع لوحة الأنبوب ونوع حزام الأنبوب. يتكون قلب المبرد الأنبوبي من عدد من أنابيب التبريد الرفيعة والزعانف. يحتوي أنبوب التبريد على مقطع عرضي دائري مسطح لتقليل مقاومة الهواء وزيادة مساحة نقل الحرارة.
مقدمة مبدأ عمل المبرد: الوظيفة
عند تشغيل السيارة، تكون الحرارة المتولدة كافية لتدمير السيارة نفسها. ونتيجة لذلك يتم تركيب نظام تبريد على السيارة لحمايتها من التلف والحفاظ على المحرك في نطاق درجة حرارة معتدلة. يعد الرادياتير أحد المكونات الرئيسية لنظام التبريد، والغرض منه هو حماية المحرك من التلف الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة. مبدأ الرادياتير هو تقليل درجة حرارة مانع تجمد المحرك في الرادياتير من خلال جسم الهواء البارد. يتكون المشتت الحراري من بنائين رئيسيين، مشتت حراري يتكون من أنابيب مسطحة صغيرة وحوض فائض (يقع في الجزء العلوي أو السفلي أو جوانب المشتت الحراري).
إن دور مشعاع السيارة في معدات السيارات ليس بالضرورة بسيطًا مثل تبديد الحرارة. وهنا لأذكرك، عند تنظيف غطاء مكثف خزان المياه بمسدس الماء عالي الضغط، لا تتعجل إلى المحرك. نظرًا لأن جميع السيارات تستخدم حاليًا أنظمة حقن الوقود الإلكترونية، فهناك أجهزة كمبيوتر خاصة بالمحرك، وأجهزة كمبيوتر ناقل الحركة، وأجهزة كمبيوتر الإشعال، وأجهزة استشعار ومشغلات مختلفة في حجرة المحرك. إذا تم غسله باستخدام مسدس ماء عالي الضغط، فقد يكون هناك ماس كهربائي، مما قد يؤدي إلى تلف كمبيوتر المحرك.
