8416074589

Metoda Elementów Skończonych - projekt zaliczeniowy

2. PRZEPŁYW CIEPŁA W RADIATORZE W ZALEŻNOŚCI OD ZASTOSOWANEGO MATERIAŁU

2.1. Wstęp

W rozdziale 2 dokonana zostanie symulacja przedstawiająca przepływ ciepła w podgrzewanym radiatorze. Analiza ma charakter porównawczy - informacją zwrotną będzie nie tylko sposób przepływu ciepła w danym radiatorze, ale również zależność przepływu od materiału, z którego wykonany jest radiator.

Radiator, inaczej rozpraszacz ciepła, jest stosowanym w elektrotechnice elementem ułatwiającym szybkie odprowadzenie i rozproszenie ciepła wydzielonego podczas pracy zespołu. Inaczej mówiąc, radiator pozwala na odprowadzenie ciepła z jednego elementu do drugiego, a w przypadku jego braku bezpośrednio do otoczenia. Jest montowany na procesorach komputerowych, przez co zmniejsza ich nagrzanie, a przez to usprawnia ich pracę. Płaska płytka metalowa jest najprostszą formą radiatora, ale nie jest to rozwiązanie najbardziej efektywne. W większości wypadków stosuje się bardziej skomplikowane konstrukcje, które optymalizują koszt, rozmiary i wagę radiatora.

W przypadku zamontowania radiatora na półprzewodniku np. tranzystorze i diodzie mocy, ciepło powstaje na złączu, stamtąd przenoszone jest głównie na obudowę, a później poprzez radiator do otaczającego powietrza. Takie przenoszenie ciepła można porównać z przepływem prądu przez przewód elektryczny. Analogicznie do elektrycznej rezystancji (R = V/A), odpowiada jej rezystancja termiczna (K = °C/W).

Rys. 2.1. Przykład radiatora chipsetu.

Przewodnictwo cieplne, wykorzystywane w radiatorach, oparte jest na prawie Fouriera, a także na zasadzie zachowania energii. Gdy temperatura w ciele stałym nie jest jednakowa, z racji jego podgrzewania w obszarze jednej płaszczyzny, energia cieplna jest transportowana wewnątrz ciała aż

Strona | 11