4281542199

Rys. 4. Zrzut ekranu - rozkład temperatury w radiatorze miedzianym

Można obliczyć, że wprowadzenie radiatora spowodowało, że powierzchnia oddawania ciepła do otoczenia wzrosła do 720,48 cm².

Przy zastosowaniu radiatora miedzianego temperatura elementu grzewczego osiąga wartość 86,61°C. W przypadku sczerniałej powierzchni radiatora (e=0,88) temperatura elementu chłodzonego wynosi 84,56°C, to o około 2°C mniej, niż w przypadku standardowej komercyjnej miedzi (e=0,07). Wpływ radiacji na chłodzenie jest mały (2,4% różnicy temperatury) i może być pomijalny. Dla radiatora aluminiowego temperatura elementu grzewczego wyniosła 155°C, oznacza to, że w porównaniu z radiatorem miedzianym, temperatura jest około 79% większa.

8. Wnioski

Zastosowanie miedzianego radiatora zapewnia największą skuteczność chłodzenia. Z przyczyn ekonomicznych, miedź nie zawsze musi być stosowana na materiał radiatora. Kiedy potrzeba efektywnego chłodzenia nie jest wysoce istotna, można zastosować tańszy radiator aluminiowy, gdyż pozwala on również na znaczne obniżenie temperatury rozgrzanych elementów.

Analizując wyniki obliczeń widać, że ciepło rozchodzi się sferycznie od miejsca chłodzonego elementu, dlatego chłodzony element montuje się na środku radiatora. Aby zmniejszyć gabaryty i użycie materiału, należałoby zaprojektować radiator o okrągłej podstawie i zastosować krótsze żebra na obrzeżach radiatora. Jednak koszt produkcji skomplikowanych kształtów radiatora nie zawsze kompensuje zaoszczędzony wydatek wynikający z mniejszego użycia materiału, więc czasem jest lepiej pozostać przy prostych geometriach.

Analiza przepływu ciepła w radiatorze metodą elementów skończonych pozwala na ocenę skuteczności chłodzenia za pomocą radiatora. Komputerowa symulacja wspomaga również dobór materiału, gabarytów radiatora oraz pozwala oszacować temperaturę elementu poddanego chłodzeniu zastosowanym radiatorem.

Literatura

1.    Lee H.S., Thermal Design: Heat Sinks, Thermoelectrics, Heat Pipes, Compact Heat Exchangers, and Solar Cells, John Wiley and Sons (2010).

2.    Kraus A. D., Aziz A., Welty J. R., Extended surface heat transfer, John Wiley & Sons (2001).

3.    http://en.wikipedia.ora/wiki/Heat sink.

4