Vökvakæliplötur eru lykilþættir í varmastjórnunarkerfum og eru mikið notaðar í rafeindatækni, rafbíla og iðnaðarnotkun til að dreifa hita frá mikilvægum hlutum. Eftirfarandi er ítarleg leiðarvísir sem lýsir framleiðsluferlinu, gerðum fljótandi kæliplötu, uppsetningu og öðrum þáttum sem þarf að hafa í huga þegar fljótandi kæliplata er hannað. Þetta getur hjálpað þér að íhuga ítarlegri hvernig eigi að sérsníða fljótandi kæliplötu til að bæta hitauppstreymi rafbúnaðarins þíns.
Efnisþörf
Val á réttu efni er fyrsta skrefið í að hanna skilvirka fljótandi kæliplötu. Algengt notuð efni eru meðal annars ál og kopar, sem bæði eru mikið notuð vegna framúrskarandi hitaleiðni eiginleika þeirra og vinnsluhæfni. Ál er léttur og tiltölulega ódýr valkostur sem hentar flestum forritum; en kopar, þó dýrari, veitir betri hitaleiðni og er tilvalin fyrir forrit sem krefjast meiri hitauppstreymis.
Ál er mikið notað í fljótandi kælikerfi vegna frábærs jafnvægis milli hitaleiðni, þyngdar og kostnaðar. Það er sérstaklega vinsælt í forritum þar sem þyngd og fjárhagsáætlun eru lykilatriði, svo sem rafeindatækni eða bílakerfi. Að auki er leiðni áls 237 W/(m·K), sem getur einnig mætt þörfum flestra tækja.
Miðað við massa er eðlismassi kopars 2,7g/cm³ (þriðjungur af eðlismassa járns og kopar) og áls. Létt þyngdin gerir ál meira notað í bílaefni eins og vatnskæliplötur, bílaendaplötur osfrv.
Efnafræðilega hefur ál góða tæringarþol, sérstaklega þegar þétt oxíðfilma myndast á yfirborði þess, sem getur í raun verndað innri málminn fyrir frekari tæringu.
Tegundir mismunandi álprófíla
Mismunandi gerðir af áli endurspeglast aðallega í samsetningu þeirra, vélrænni eiginleikum og vinnslueiginleikum. Þessi munur gerir ákveðnar tegundir af áli hentugri fyrir sérstakar notkunarsviðsmyndir. Við hönnun á vatnskældum plötum fyrir ný orkutæki er mikilvægt að velja viðeigandi álgerð til að tryggja skilvirkni og áreiðanleika kælikerfisins.
-T1 (hreint ál):
eins og 1050, 1060, osfrv., sem inniheldur meira en 99% ál, með góða raf- og hitaleiðni, en lítinn styrk.
-T2 (ál-koparblendi):
eins og 2024, með kopar sem aðal álfelgur, sem hefur meiri styrk en lélegt tæringarþol.
-T3 (ál-mangan málmblöndur):
eins og 3003, bæta mangan frumefni við bætir tæringarþol þess og styrk og hefur góða vinnsluárangur.
-T5 (ál-magnesíumblendi):
eins og 5052, viðbót magnesíums bætir verulega tæringarþol þess og styrk, sérstaklega hentugur fyrir forrit sem krefjast góðrar tæringarþols sjávar.
-T6 (álmagnesíum kísilblendi):
eins og 6061, sem veitir góða vélræna eiginleika, tæringarþol og suðuhæfni, og er ein af algengustu burðarálblöndunum.
Dæmi: Ál notað í rafbíla
Í notkun á vatnskældum plötum í nýjum orkutækjum eru algengustu álgerðirnar Aluminum 6061 í T6 og Aluminum 5052 í T5. Þessar tvær álblöndur eru mikið notaðar við framleiðslu á fljótandi köldu plötum vegna framúrskarandi alhliða eiginleika þeirra. Hér eru helstu ástæður þess að nota bæði við framleiðslu á sérsniðnum kalda plötum
-6061 ál:
Það hefur góða vélræna eiginleika og suðuhæfni, auk framúrskarandi tæringarþols. Sérstaklega eftir hitameðhöndlun getur afrakstursstyrkur þess (18,000 psi) uppfyllt kröfur um styrkleika í sérsniðnum rafbílum. Að auki hefur 60601 álblendi einnig góða vinnslueiginleika og hentar vel fyrir hönnun og framleiðslu á köldum plötum með flóknum formum. Hins vegar er vikmörkin gagnvart hitaálagi ekki eins góð og T6 6061.
-5052 ál:
Það hefur betri tæringarþol, sérstaklega fyrir sjó og tæringu í andrúmslofti, sem gerir það að verkum að 5052 skilar betri árangri í forritum með kröfuharðari umhverfiskröfur. Vélrænni eiginleikar þess og vinnslueiginleikar eru einnig mjög hentugir fyrir kröfur ýmissa forrita sem sýndar eru hér að neðan.
Tegundir af kaldplötuhönnun
Kaixin álgetur framleitt kaldar plötur sem kröfu þína. Hér eru nokkur dæmi fyrir þig til að ákveða hvaða tegund af sérsniðinni kaldplötuhönnun hentar fyrirtækinu þínu:
Friction Stir Welding Liquid Cold Plate (FSW)
Friction Stir Welding (FSW) fljótandi kalt plata er háþróað kælihönnunarferli sem notar núningshræru suðuferlið til að sameina efni án þess að bræða þau, eins og ál. Þessi tækni felur í sér notkun á óneysluhæfu verkfæri (CNC machining) til að mynda núningshita og plastaflögun á suðustaðnum, sem leiðir til hágæða, solid-state samskeyti á milli hluta sem eru soðnar. Ferlið er sérstaklega árangursríkt til að búa til fljótandi kaldar plötur, sem eru nauðsynlegir hlutir í kælikerfi fyrir ýmis forrit eins og rafeindatækni, raftæki og endurnýjanleg orkukerfi.
Kostur FSW Cold Plate
-Frábær hitauppstreymi:FSW tryggir samræmda og sterka tengingu yfir samskeytin, sem bætir hitaleiðni og skilvirkni kalda plötunnar. Þetta er mikilvægt fyrir forrit sem krefjast skilvirkrar hitaleiðni.
-Lekaþéttir liðir:Eðli FSW ferlisins í föstu formi leiðir til lekaþéttra samskeyti, sem gerir það að kjörnum vali fyrir fljótandi kælikerfi þar sem lekaheilleiki er í fyrirrúmi.
- Hár styrkur og ending:Suðuferlið kynnir ekki galla eins og porosity eða sprungur sem eru algengar í hefðbundinni suðutækni, sem leiðir til endingargóðari og áreiðanlegri kaldplötu.
-Flóknar rúmfræði:Ferlið gerir ráð fyrir suðu á flóknum formum og hönnun, sem gerir kleift að búa til skilvirkar kælirásir innan kalda plötunnar til að hámarka hitaflutning, sem þýðir að þú getur sérsniðið innri rásirnar eins og þú vilt með því að nota CNC hánákvæmni vinnslu og án þess að beita neinum kopar hitapípa inni í varmaskipti.
Sérsniðin hitakassi með koparröri
Almennt séð eru fljótandi kaldar plötur með koparrörum algengastar í varmaiðnaðinum. Hins vegar hafa hitauppstreymi sérfræðingar okkar hjá Kaixin Aluminum sameinað heatsink og cold plate tækni í akoparpípa hitaskífa. Það flytur í raun varma frá hitagjafanum til annarra hluta varmaskiptisins og flytur síðan varma með annað hvort loftkælingu eða kaldplötutækni. Þessi hönnun bætir verulega skilvirkni hitaleiðni vegna þess að hún er með stóran hitakólf og er studd af fljótandi kæliplötu, sem gerir hana mjög hentuga til að kæla aflmiklum tölvum og rafhlöðu rafhlöðu rafgeyma.
Vacuum Liquid Cold Plate
TheVacuum Liquid Cooling Plateer varmastjórnunarlausn, sem samanstendur af lofttæmandi vökvakæliplötu sem er gerð með því að lóða grunnplötu og hlífðarplötu saman. Í þessari nýstárlegu hönnun flæða kælivökvi í rásum eða rörum sem eru felldar inn í kalda plötuna, en nærliggjandi svæði er tæmt til að skapa lofttæmi.
Þetta lofttæmisumhverfi dregur verulega úr hitauppstreymi milli köldu plötunnar og kælivökvans, sem gerir kleift að flytja varma frá hitagjafanum yfir í kælivökvann á skilvirkari hátt. Að auki dregur lofttæmisumhverfið verulega úr hitauppstreymi milli undirlaganna, sem gerir kleift að flytja varma frá hitagjafanum til kælivökvans á skilvirkari hátt.
Fljótandi köld plata með innbyggðu koparröri
Vökvakalda platan með innbyggðu koparröri er ein algengasta fljótandi kælitæknin. Það nær varmaflutningi með fljótandi kælipípum inni í kæliplötunni. Í afkastamikilli hönnun eru koparrör felld inn í þessa kæliplötu, sem venjulega er úr áli eða öðrum hitaleiðandi efnum. Koparrörið virkar sem rás fyrir kælivökvann og flytur virkan hita frá rafeindaíhlutum sem eru aflmiklir kælingar eða öðrum hitagjöfum til vökvans í rörinu.
Framleiðslutækni-Deep Buried Pipe Technology
Grafinn rörtækni er háþróuð aðferð til að framleiða fljótandi kæliplötur með því að vinna djúpar rásir innan efnis kæliplötunnar og setja síðan kopar eða aðrar gerðir málmlagna í þessar rásir. Þessar pípur eru grafnar djúpt í kæliplötunni og veita kælivökvanum leið til að flytja hita frá rafeindahlutunum. Vegna mikillar varmaleiðni kopars og tiltekinna málma geta þessar pípur flutt varma frá hitagjafanum til kælivökvans á skilvirkan hátt, sem gerir ráð fyrir skilvirkri hitaleiðni.
-Shallow Buried Pipe Technology
Tækni fyrir grunngrafna rör er svipuð hugmyndafræði og djúpgrafin kaldplötulausn, en vinnsludýpt rásarinnar er grynnri en djúpgrafin (u.þ.b. 5-10 mm) með hliðsjón af ýmsum kröfum. Þessi tækni felur í sér að vinna grunnar rásir inni í kæliplötunni og setja rörin inn í þær.
Fasabreyting kælitækni
Fasabreyting (gufuhólf) köld plataer skilvirk hitastjórnunaraðferð sem notar duldan hita kælivökvans meðan á ástandsbreytingu stendur til að gleypa og flytja hita. Meðan á þessu ferli stendur breytist kælivökvinn úr vökva í loftkennt ástand, gleypir mikið magn af hita og nær þar með skilvirkri kælingu rafeindabúnaðar eða annarra hitagjafa. Þessi tækni er sérstaklega gagnleg í forritum sem krefjast þess að meðhöndla mikið hitaálag eða skilvirka kælingu í litlum rýmum.
Stacked Layer Tækni
felur í sér að stafla mörgum þunnum plötum og sjóða saman, þar sem hver plata er hönnuð til að hafa kælirásir og mynda þannig flókið þrívítt kælikerfi. Þessi hönnun gerir kælivökvanum kleift að flæða í margar áttir, sem eykur skilvirkni hitaleiðni. Þegar verið er að framleiða fljótandi kæliplötur er mikilvægt að tengja mismunandi plötur saman með því að nota suðu (eins og leysisuðu eða lóða) eða sérstakt hitaleiðandi lím til að viðhalda vökvakælikerfinu.
Þetta ferli nýtir mjög dreifingarrými hitapípanna og eiginleikar milli mismunandi efna geta náð sterkari hitauppstreymi. Áður en þú hannar fljótandi kalt plötuhönnun, vinsamlegasthafðu samband við Kaixin Aluminum verkfræðingaum sérsniðna kalda plötu fyrirtækisins þíns og hugmyndir.
Uppsetning á fljótandi kælikerfi
Uppsetningarstefna hefur bein áhrif á rekstrarskilyrði fljótandi kalda platna. Mismunandi uppsetningarleiðbeiningar munu hafa áhrif á hraða vökvaflæðis og skilvirkni hitaflutnings kælivökvans. Það er því mikilvægt að velja rétta uppsetningarstefnu þegar kaldar plötur eru settar upp.
-Lóðrétt uppsetning:
Það nýtir þyngdarafl til að aðstoða við náttúrulegt kælivökvaflæði og dregur úr orkunni sem þarf til að dæla kælivökvanum. Þessi uppsetning hjálpar til við að ná jafnari dreifingu kælivökva, sérstaklega í hærri hlutum kæliplötunnar, sem hjálpar til við að forðast heita bletti. Þessi tegund uppsetningar hentar einnig sérstaklega vel fyrir notkun þar sem hæð er takmörkuð en breidd eða dýpt er næg, svo sem í afkastamiklum tölvukerfum eða stórum iðnaðarbúnaði.
-Lárétt uppsetning:
Lárétt uppsetning gerir kleift að setja vökvakæliplötuna fyrir ofan eða neðan hitagjafann, sem auðveldar beinan hitaflutning. Þessi aðferð hentar fyrir notkun þar sem lóðrétt pláss er takmarkað, ssfljótandi kaldar plötur fyrir rafhlöðupakka rafbílaeða CPU kælikerfi.
-Aðrar uppsetningarstefnur:
Í sumum sérstökum forritum er hægt að nota ská uppsetningu eða aðra sérsniðna uppsetningu á grundvelli sérstakrar rýmisskipulags og kröfur um hitastjórnun. Þessi sveigjanlega uppsetning hjálpar verkfræðingum Kaixin að nýta sér plássið sem best á sama tíma og kælingin hámarkar. Þú getur haft samband við verkfræðinginn okkar til að fá meiri reynslu af uppsetningu á köldu plötum.
Liquid Cooling Plates Runner Design
Skipulag hlaupara
Fyrir jafna kælingu ættu flæðisrásirnar að vera jafnt dreift undir eða í kringum hitagjafann til að tryggja að hvert svæði sé kælt á áhrifaríkan hátt og beint að hitagjafanum. Að auki ætti skipulagið að vera beint í takt við staðsetningu hitagjafans, sérstaklega fyrir svæði með mikla aflþéttleika, sem getur bætt skilvirkni hitaflutnings.
Hlauparastærð
Breidd og dýpt flæðisrásarinnar þarf að hanna út frá kæliþörf og flæðishraða. of breiðar eða djúpar flæðisrásir geta dregið úr vökvaþol, en geta einnig haft áhrif á styrkleika álsniðsins. Þú geturnotaðu CFD uppgerð til að ákveða hvaða lausn er best fyrir kalda diskinn þinn, og hitasérfræðingar okkar eru ánægðir með að deila reynslu með þér.
Dreifing hitagjafa
Staðsetning hitagjafans ákvarðar beint skipulag flæðisrásanna í vökvakæliplötunni. Til að ná fram skilvirkum varmaflutningi verður flæðisleiðin að vera hönnuð þannig að kælivökvinn sé beint að hitagjafanum. Til dæmis, ef hitagjafinn er staðsettur í miðju rafhlöðupakka EV, ætti flæðisrásarhönnunin að vera einbeitt í miðsvæðinu til að tryggja að kælivökvinn.
Á hinn bóginn, ef hitagjafanum er dreift á brúnirnar, þarf að lengja flæðisrásina að brúnum rafhlöðupakkans.
Byggingarforðast
Þegar þú hannar vökvakæliplötuna skaltu ganga úr skugga um að skipulag flæðirásanna haldi hæfilegri fjarlægð frá festingar- eða festingargötunum á kalda plötunni. Þessi hönnun er til að forðast skemmdir á flæðisrásinni meðan á framleiðsluferlinu stendur.
Sérstakar kröfur um öryggisfjarlægð geta verið mismunandi eftir efni og vinnsluaðferð kalda plötunnar. Þú getur vísað til leiðbeininga um lágmarksöryggisfjarlægð sem kaldplötuframleiðandinn mælir með eða hafið CFD greiningu. Venjulega ætti þessi fjarlægð að vera að minnsta kosti jöfn efnisþykkt köldu plötunnar.
Draga úr innri mótstöðu
-Hönnun samhliða rennslisrásar
Hönnun samhliða rennslisrásar felur í sér að raða mörgum rásum á sama plan, sem gerir kælivökvanum kleift að flæða um þessar rásir samtímis. Þessi hönnun hjálpar til við að dreifa vökvaflæðinu, dregur úr flæðishraða í hverri rás og lækkar þar með flæðisviðnám. Samhliða flæðisrásir geta einnig bætt offramboð kerfisins; jafnvel þó að ein rás sé stífluð eða leki, geta aðrar rásir samt viðhaldið kælingu. Við hönnun samhliða rennslisrása er nauðsynlegt að tryggja að flæðisdreifing í hverri rás sé jöfn til að koma í veg fyrir of mikið rennsli í sumum rásum sem gæti leitt til leka eða skemmda.
-Serial Flow Channel Design
Hönnun raðrennslisrásar felur í sér að tengja margar rásir í röð, sem gerir kælivökvanum kleift að flæða í gegnum hverja rás fyrir sig. Þessi hönnun getur lengt flæðisleið vökvans innan köldu plötunnar, þar með aukið snertitímann við hitagjafann og bætt skilvirkni varmaskipta. Hins vegar getur hönnun raðrennslisrása aukið heildarstreymisviðnámið og því er nauðsynlegt að hagræða vandlega stærð og lögun hverrar rásar, sem og tengingar þeirra, til að lágmarka flæðisviðnám.
Yfirborðsmeðferð
Yfirborðsmeðferðir skipta sköpum við hönnun fljótandi kæliplötur. Kaixin Aluminum getur veitt þér ýmsar yfirborðsmeðferðir, þar á meðal anodizing, rafhúðun, dufthúð, passivering osfrv.
Anodizing
Anodizing er aðallega notað fyrir kæliplötur úr áli. Það felur í sér að rafefnafræðilega umbreyta málmyfirborði í sterka, tæringarþolna anodized filmu. Þessi oxíðfilma er ekki borin á yfirborðið eins og málningu eða málun heldur er hún að fullu samþætt undirliggjandi ál undirlaginu þannig að það flagnar ekki eða flagnar. Anodized yfirborðið bætir hitaleiðni, þolir tæringu og veitir betra yfirborð fyrir varmaviðmótsefni (TIM).
Rafhúðun
Rafhúðun felur í sér að nota rafstraum til að húða þunnt lag af málmi, eins og nikkel eða kopar, á kaldan disk. Þessi aðferð eykur tæringarþol, rafleiðni og slitþol borðsins. Rafhúðað yfirborðið bætir einnig útlit kalda plötunnar.
Dufthúðun
Dufthúðun er þurrkunarferli þar sem duftefni er úðað á yfirborð og síðan storknað við hita til að mynda húð. Það er notað fyrir fagurfræðilega eiginleika þess og gefur endingargott, tæringarþolið áferð. Dufthúðun er fáanleg í ýmsum litum og áferð, sem gerir kleift að sérsníða út frá fagurfræðilegum þörfum
Aðgerðarleysi
Passivation er efnafræðilegt meðferðarferli fyrir kalda plötur úr ryðfríu stáli sem fjarlægir járn af yfirborðinu og eykur náttúrulega tæringarþolið krómoxíðlag. Þetta ferli er mikilvægt til að koma í veg fyrir tæringu og tryggja langtíma notkun á köldu plötunni í erfiðu umhverfi.
Ef þú þarft að vita frekari upplýsingar um sérsniðnar kaldar plötur eða yfirborðsmeðferðir skaltu vinsamlegast heimsækja okkar vörulistaeðahafðu samband við Kaixin Aluminumí dag og við munum endurtaka þig innan 24 klukkustunda!