Una breve descrizione del dissipatore di calore
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Una breve descrizione del dissipatore di calore

Richiesta

A radiatore è uno scambiatore di calore passivo che trasferisce il calore.Il dissipatore di calore è solitamente una parte metallica che può essere fissata a un dispositivo che rilascia energia sotto forma di calore, con lo scopo di rilasciare tale calore a un fluido circostante per evitare il surriscaldamento del dispositivo.


cpu gpu ram igbt rotondo cilindrico circolare personalizzato estrusione di profilo del dissipatore di calore in alluminio


In molte applicazioni il dispositivo è un componente elettronico (es. CPU, GPU ecc.) e il fluido circostante è aria.Il dispositivo trasferisce il calore al dissipatore di calore per conduzione.Il meccanismo principale di trasferimento del calore dal dissipatore è la convezione, sebbene anche la radiazione abbia un'influenza minore.


COSTRUZIONE DEL DISSIPATORE DI CALORE

Esistono molti modelli di dissipatori di calore, ma solitamente sono costituiti da una base e da una serie di sporgenze fissate a tale base.La base è l'interfaccia con il dispositivo da raffreddare.Il calore viene condotto attraverso la base nelle sporgenze.Le sporgenze possono assumere una varietà di forme, tra cui:

  • Aletta della piastra

  • Pinna rotonda

  • Pinna ellittica


I dissipatori di calore sono generalmente realizzati in rame o alluminio.Il rame ha una conduttività termica molto elevata, il che significa che anche la velocità di trasferimento del calore attraverso i dissipatori di calore in rame è molto elevata.La conduttività termica dell'alluminio è inferiore a quella del rame, ma comunque elevata.L'alluminio ha anche il vantaggio di essere meno costoso e di avere una densità inferiore, il che lo rende utile per applicazioni in cui il peso è un fattore importante.


PRESTAZIONE

Le prestazioni dei dissipatori di calore sono una conseguenza di molti parametri, tra cui:

  • Geometria

  • Materiale

  • Trattamento della superficie

  • Velocità aerea

  • Interfaccia con il dispositivo


L'ultimo punto è molto importante.I componenti elettronici e i dissipatori di calore sono realizzati per essere molto piatti e lisci, ma a livello microscopico le loro superfici sono ruvide.Ciò si traduce in pochissimi punti di contatto e molti piccoli spazi d'aria tra il componente e il suo dissipatore di calore.L'aria ha una bassa conduttività termica, con conseguente scarsa conduzione del calore dal dispositivo al dissipatore di calore.Per contrastare questo problema, è possibile applicare un materiale termoconduttivo (TIM) sul lato inferiore del dissipatore di calore per riempire questi spazi vuoti e creare più percorsi di conduzione tra il dispositivo e il dissipatore di calore.


Le prestazioni del dissipatore di calore sono caratterizzate dalla sua resistenza termica.Questo parametro può essere considerato come la differenza di temperatura tra l'aria attorno al dissipatore di calore e la superficie del dispositivo a contatto con il dissipatore di calore per unità di potenza in ingresso.


METODI DI PRODUZIONE DEL DISSIPATORE DI CALORE

I dissipatori di calore possono essere prodotti in vari modi a seconda delle prestazioni, dei costi e del volume richiesti.Questi includono:


Lavorazione - dove viene utilizzata una macchina CNC per tagliare il metallo

Estrusione: il metallo viene riscaldato e spinto attraverso uno stampo

Forgiatura - dove il metallo viene riscaldato e modellato mediante pressurizzazione

Stampaggio - dove la pinna metallica viene tagliata e poi saldata sulla base

Skiving - dove una lama viene utilizzata per tagliare e spingere verso l'alto il singolo blocco di metallo


Questi dispositivi sono oggetti sigillati che contengono un liquido (solitamente acqua).Usano la dissipazione del calore durante i cambiamenti di fase del liquido per aumentare significativamente la loro conduttività rispetto a un oggetto metallico solido della stessa geometria.Per problemi termici più complessi, è possibile utilizzare tubi di calore e camere di vapore all'interno del gruppo dissipatore di calore.


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