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水冷散熱技術(shù)在超級(jí)計(jì)算機(jī)和大功率IGBT模塊中的應(yīng)用越來(lái)越頻繁,水冷板的需求也在不斷增長(zhǎng)。水冷板在生產(chǎn)時(shí)保證***、高效率,這也受到業(yè)界的關(guān)注。現(xiàn)有技術(shù)中的水冷板都是一種內(nèi)置水道的密封板狀結(jié)構(gòu),生產(chǎn)時(shí)通常采用鋁板內(nèi)通過(guò)CNC工藝加工流道,然后再進(jìn)行焊接密封,或者是采用鋁板內(nèi)嵌入銅管的方式制作而成,而水冷板在出貨時(shí)務(wù)必要保證內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)的保壓及密封性,現(xiàn)有的測(cè)試方式是采用在管道內(nèi)或者高壓氣瓶?jī)?nèi)的壓縮氣體充入水冷板內(nèi),然后在水冷板可能存在泄漏的地方涂抹肥皂水來(lái)觀察是否有泄漏,此種方法簡(jiǎn)陋,可靠性較差。
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水冷齒輪箱潤(rùn)滑分為兩部分:旋轉(zhuǎn)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)、傾動(dòng)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)
旋轉(zhuǎn)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng):旋轉(zhuǎn)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng)為自動(dòng)甘油潤(rùn)滑,其通過(guò)安裝在傳動(dòng)齒輪上的4個(gè)甘油分配器向27個(gè)單獨(dú)的甘油潤(rùn)滑點(diǎn)(旋轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)環(huán)11個(gè)甘油潤(rùn)滑點(diǎn)、傾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)環(huán)11個(gè)甘油潤(rùn)滑點(diǎn)、星型齒輪3個(gè)甘油潤(rùn)滑點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)環(huán)2個(gè)甘油潤(rùn)滑點(diǎn))提供甘油,頻率為45分鐘。
傾動(dòng)齒輪潤(rùn)滑系統(tǒng):為內(nèi)裝甘油泵的自動(dòng)甘油潤(rùn)滑,每臺(tái)傾動(dòng)齒輪配有2個(gè)干郵箱(每個(gè)甘油箱容積2.4L),甘油潤(rùn)滑布料溜槽傾動(dòng)軸銅套軸承,扇形齒段及相關(guān)小齒輪,共8個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn),頻率為50批料打油1次。
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水冷散熱器的設(shè)計(jì)原則
1基材的選擇:盡量避免一個(gè)系統(tǒng)中有兩種電極電位差較大的金屬,減少電化學(xué)腐蝕。
2冷板種類(lèi)選擇:基于液冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和是否承載重去選擇
3 流量的確定:由于水冷的系統(tǒng)比較龐大,一般不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做仿真分析,而是先設(shè)定水冷散熱器流量,再根據(jù)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)流動(dòng)阻力匹配水泵。總熱量和工質(zhì)的物性參數(shù)確定后,流量和溫升成反比;若溫升較高,則水冷系統(tǒng)的換熱器(冷卻水用)需要設(shè)計(jì)的比較大;若溫升過(guò)低,則需要選用比較大的水泵。因此溫升過(guò)高或過(guò)低都會(huì)引起成本的增加。基于經(jīng)濟(jì)性考慮,常常有個(gè)經(jīng)濟(jì)型溫升范圍,也就同步確定了散熱器的流量。
4.水冷流道截面的設(shè)計(jì):經(jīng)理論推導(dǎo),對(duì)流熱阻與截面的水力直徑成正相關(guān)的關(guān)系。也就是說(shuō),其他條件相當(dāng),水力直徑越大,對(duì)流熱阻越大。我們知道,水力直徑D=4A/X,其中A為流道截面積,X為流道截面周長(zhǎng),也就是說(shuō),截面積相等的條件下,周長(zhǎng)越大,水力直徑越小,對(duì)流熱阻越小。
在功率模塊的簡(jiǎn)化熱阻模型的芯片區(qū)域設(shè)置水冷板流道結(jié)構(gòu),得到水冷板模型的過(guò)程,包括:根據(jù)功率模塊的發(fā)熱量、每個(gè)芯片的尺寸及芯片布局,確定發(fā)熱源區(qū)域;根據(jù)發(fā)熱源區(qū)域設(shè)計(jì)水冷板流道結(jié)構(gòu)尺寸,水冷板流道結(jié)構(gòu)的尺寸小于功率模塊的基板尺寸,水冷板流道結(jié)構(gòu)的尺寸大于發(fā)熱源區(qū)域。
根據(jù)功率模塊的發(fā)熱量、每個(gè)芯片的尺寸及芯片布局,確定發(fā)熱源區(qū)域的過(guò)程,包括:根據(jù)功率模塊的實(shí)際工況下的總損耗,計(jì)算每個(gè)芯片的發(fā)熱量;根據(jù)每個(gè)芯片的發(fā)熱量、每個(gè)芯片的尺寸及芯片布局,確定發(fā)熱源區(qū)域。
水冷板的日常怎么維護(hù)?
無(wú)論是工業(yè)還是醫(yī)用行業(yè),由于激光儀器設(shè)備的應(yīng)用,為社會(huì)發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用,而作為這些設(shè)備的使用者和生產(chǎn)者來(lái)說(shuō)。盡管已經(jīng)有了高精尖的技術(shù),但是也為一些小問(wèn)題而煩惱,特別是散熱問(wèn)題,極其重要,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用激光設(shè)備,肯定是會(huì)生產(chǎn)生大量熱量的,散熱是必須解決的問(wèn)題。
我們就以半導(dǎo)體激光器為例,50w的需要用制冷量1200w以上的散熱器設(shè)備。風(fēng)冷散熱器是利用空氣流動(dòng)來(lái)散發(fā)熱量,而在
強(qiáng)制對(duì)流的情況下空氣的傳熱系數(shù)是20-100w/㎡?k,水的傳熱系數(shù)是1000-15000w/㎡?k,也就是說(shuō)相同溫度相同面積的情
況下,水的傳遞熱量是空氣的幾十倍。如果用風(fēng)冷達(dá)到同樣散熱效率的情況下只能提高轉(zhuǎn)速,也加重了噪音。其實(shí)不論從
專(zhuān)業(yè)角度來(lái)講,還是散熱解決途徑的趨勢(shì)來(lái)講,給激光儀器設(shè)備散熱,選擇水冷板散熱器是一個(gè)比較好的方案。
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水冷散熱與風(fēng)冷散熱其本質(zhì)是相同的,只是水冷利用循環(huán)液將CPU的熱量從水冷塊中搬運(yùn)到換熱器上再散發(fā)出去,代替了風(fēng)冷散熱的均質(zhì)金屬或者熱管,其中的換熱器部分又幾乎是風(fēng)冷散熱器的翻版。水冷散熱系統(tǒng)的特點(diǎn)有兩個(gè):均衡CPU的熱量和低噪聲工作。由于水的比熱容超大,因此能夠吸收大量的熱量而保持溫度不會(huì)明顯的變化,水冷系統(tǒng)中CPU的溫度能夠得到好的控制,突發(fā)的操作都不會(huì)引起CPU內(nèi)部溫度瞬間大幅度的變化,由于換熱器的表面積很大,所以只需要低轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行散熱就能起到不錯(cuò)的效果,因此水冷大多搭配轉(zhuǎn)速較低的風(fēng)扇,此外,水泵的工作噪聲一般也不會(huì)很明顯,這樣整體的散熱系統(tǒng)與風(fēng)冷系統(tǒng)相比就非常的安靜了。河南散熱水冷板供應(yīng)商
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