Как се изчислява радиатор за принудително охлаждане на електроника с флуид?

- избор на материал;
- размери;
- вид и дебит на флуида;
- количество флуид в радиатора....

Ами като начало зависи защо се налага да се изпозлва охлаждане с флуид, топлината може да се отделя някъде на майната си или моността е твърде голяма. Това са най-честите причини за охлаждане с флуид, въпреки, че има и други. Материала зависи изцяло от флуида, има несъвместими материали и флуиди, в същото време зависи и от ограниченията в теглото и типът на товара.
Напълно в тези сметки важи закона на Ом, имаш последователно навързани съпротивления, и това къде какви падове имаш зависи не само от съпротивленията но и от "токът" разбирай отделяната мощност.
Изпозлването на алуминий е предпочитано поради много причини, по-лесно се обработва, по-евтин е, по-лек е, но има по-високо съпротивление. От там ако имаш товар който пиково отделя голяма мощност може да се окаже че и с нулево темрално съпротивление нататък по-веригата чаркът ще прегрее само заради по-ниската топлопроводност на алуминия. Там вече има ралзични подходи, може да с емине на мед, може да се прави композитен радиатор, така че д аимаш мед която да предава към по-голяма площ на алуминииев топлобменик който пък се охлажда от флуида.
Флуида може да е всичко, вода, антифриз, спирт, както и редица инженерни течности.

Дебита зависи пряко от топлоемността на флуида, от там ти идва единият лимит, не можеш да превишиш лимита от специфичната топлоемност на флуида защото дори и всичко друго да е идеално, пак ще имаш прегряване.

Второто ограничение идва от ефективността на топлообменика, този при чарка защото обикновенно другият е достатъчно голям. Там започва да става малко сложно, първо много зависи дали потока е ламинарен или имаш зони на турболенция,и колко са тези зони. Тук е от съществено значение топлообменника да е предвиден за съответният дебит, опитвайки се да увеличаваш дебита нама никава гаранция че ще подобряваш пхлаждането, дори в един момент ще започне да се влошава.
Най-добрият вариант е да се направи термален анализ, аз бих препоръчал флотерм на ментор за нещо такова, но в крайна сметка и космоса на солида ще свърши работа.

И преди да си се захванал с нешо което си е повее топлотехника и ВиК а не електорника, наистина ли е наложително да му слагаш такова охлаждане, не може ли да минеш с heat pipes ?

п.с. и съвсем в тая връзка, има подложки от високотехнологични материали чиято цел е да разпределят топлината равномерно по цялата повърхност на радиатора, между другото работят учудващо ефикасно.

Нещо различно от медна пластина?

То в момента е с heat pipes.
Искам да премахна шума, прахоляка, вентилаторите и зависимостта от околната температура.
Пределно е ясно, че ако заменя текущия размер радиатори с алуминиеви такива с вода през тях че се постигне нужния резултат, но искам да го сметна.

Подозирам, че истинско изчисляване, т.е. каква крайна температура ще имаме в охлажданият елемент при различни параметри на системата е възможно само с методите на численото моделиране.

Например с ANSYS която е универсална програма за инженерни симулации, в нея има и модули за симулация движението на течности /CFD ANSYS Fluent/, за топлообмена твърдо тяло-въздух специализиран за електронна апаратура /ANSYS Icepack/ и ANSYS Multiphisics защото тук става дума за няколко взаимодействащи физични явления - топлообмен "твърдо тяло-въздух", топлообмен "течност-твърдо тяло", движение на течност и движение на газ /CFD/.

Накратко ръководства поне 80см височина. И което е по-важното, трябва перфектно да се ориентираш във физиката на явлението. Защото програмата непрекъснато пита за стойности на параметри и един от тях да не е верен спокойно ще ти даде някаква глупост като резултат. Навремето в Глазгоу ровех 1 седмица в библиотеката за един коефициент на Муни-Ривлин за гума, моделирането беше крайно чувствително към него. Затова и винаги след моделирането следва верифициране, да се види дали експеримента съответства на пресмятането.

Ето ти тук няколко примера да си имаш представа какво те чака:

https://www.youtube.com/watch?v=1Dk5pMryybM
CFD ANSYS Tutorial - Heat Sink Thermal Analysis

https://www.youtube.com/watch?v=76fLljw4hMY
Thermal Analysis of Heat Pipe Radiators with A Rectangular Groove

https://www.youtube.com/watch?v=hPeGvczYHMM
Heat pipe analysis in Ansys fluent || Multiphase analysis in Ansys

Накратко, по-лесно и по-бързо е да подбереш готово охлаждане в зависимост от очакваната топлинна мощност. Слагаш някакъв резерв и експериментираш.

PS Ако все пак решиш да се захващаш с ANSYS вътре в документацията има т.н. Verification Manual. Т.е. готови стандартни примери с които да се види примерният ред на работа. За съжаление в момента не е инсталиран при мен и не мога да ти кажа какво има там в тази област. Но ето ти тук нещо за образование. Защото в допълнение към физиката на топлообмена "радиатор-въздух" и физиката на топлинните тръби никак не е елементарна, там имаме две фази /течност и изпаряването и в газ/.

https://pdfs.semanticscholar.org/3d66/d ... 1baf2d.pdf
Modelling of the thermal behaviour of heat pipes

Умряла работа това, има ли опци за импорт на модели. 2/3 от времето изгуби да рисува, нещо което се прави много по-бързо. Не знам какъв му е на това енджина от зад. Флотерма е ето това :https://m.youtube.com/watch?v=Hcvh_moJA8I и е едно от най-добрите за електроника ако не и най-доброто, флоуворкс на солид, също става, там мога да потвърдя и за резултати с течности, симулации спрямо реални данни, доста близко :https://m.youtube.com/watch?v=Hcvh_moJA8I . Като интерфейси няма база за сравнение, солидна бие всичко друго, като точност е различно, но доста напреднах.

Водното охлаждане няма да премахне голяма част от тях, но ще ти създаде нови проблеми
Може да звучи шантаво, ама по-добре е да го топнеш в трансформаторно масло

ANSYS е водещата програма за симулации ако човек иска да задълбае. Тя прилагаше метода на крайните елементи FEM/FEA преди Autodesk и Solidworks да са чували че има такова нещо и възможностите и са много по-големи от тях. Просто защото е специализирана в това а тези двете са CAD програми. Ако ще правя сравнения бих казал че е между обработващ център с ЦПУ и стар струг. Трябва ясно да се прави разликата между софтуер за симулация и CAD програма. Но съответно иска и ОГРОМНО учене.

Естествено за прости и непретенциозни неща вече могат да се използват и Autodesk/Solidworks понеже полека и там вкарват метода на крайните елементи. Но основното го казах, човек трябва да е много наясно с физиката на явлението и съответните параметри. Защото компютъра смята с каквито данни му дадеш и спокойно ще ти сметне ъглов профил от вода ако му зададеш параметрите на желязо. И ще си мислиш, че и от вода могат да се правят ъглови профили.

PS Естествено има опции за импорт на CAD модели, това в примерчетата е много бегла представа за възможностите на програмата, за съвсем начинаещи. Ако някой иска да знае какво може да погледне вторият линк. Искам да бъда разбран ясно, съвсем не я рекламирам. Както казах ученето при нея е огромно и никак не е за начинаещи или еднократни задачи. Просто да се знае, че го има и това, някой може да реши че му е полезно.

https://www.youtube.com/watch?v=seJCyJ-v0FE
ANSYS Workbench - Import file from CAD software

https://www.ansys.com/-/media/ansys/cor ... ies-19.pdf
ANSYS 19.0 Capabilities

Е, това всеки го знае, и сигурно е най-доброто решение до момента, в който се наложи някаква профилактика примерно.
Обаче... целта е професионален продукт. Затова и искам да си го сметна, то иначе е ясно, че на "око" ще го уцеля най-много от втория опит.
Едва ли ако някой ти предложи 200 литров варел с масло ще се навиеш на сделка ...
Иначе останалата част от системата вече уж е сметната и се подготвя....

Зависи за какво става въпрос, маслото е отдавна отживелица, Novec 1230, масово вече с еизпозлва за охлаждане на компютърни системи, просто ги топят вътре, работи изключитлелно ефикасно.
А ти за нормален компютър ли говориш или е нещо различно? каква е мощностат която ще отделяш.

Тоя новек с диелектрична константа 1.9 ... само за топене е. И маслото не става за тая работа.
Човека иска да охлажда видеокарти за копане на криптовалута.
Ако ще се "потапя" в нещо само водород. Но тука пак не отпадат радиаторите на самите видеокарти.
Отдаваната топлина на единица площ е много голяма. Трябва си мед. Трябва и въздушен поток защото самата платка поема доста както и гърба на видеокартата. Само върху кристала на видеопроцесора няма да стигне.

Новека точно за това го изпозлват, 1230 го написах по инерция че с него работим, но на същата база има за охлаждане на суперкомпютри.
Ето ти 3м https://www.3m.com/3M/en_US/novec-us/ap ... n-cooling/, ето и ентуасиати на видео https://www.youtube.com/watch?v=CIbnl3Pj15w.
Може да не е точно 1230, но разликите химически са малки, някъде имаше един pdf с формулите на всички, но за това се използва и то не е нещо рядко.

p.s. и за дасъм съвсем точен 7100 е модела, не виждам диелектрична константа http://multimedia.3m.com/mws/media/1998 ... -fluid.pdf те го н. и като гледам е съставен от две отделни съединения, има разлика във формулата и на двете.