Ermittlung der abgeleiteten Wärme von einer Wärmequelle

Abgeleitete Energie

Wärmeingenieure sorgen sich mehr um die abgeleitete Leistung eines Geräts. Die abgeleitete Leistung ist die Abwärme, die das Bauteil nicht von der Eingangsleistung in die Aktion umsetzen kann, die das Gerät ausführt. Jede Art von thermischer Berechnung benötigt diesen Input, um geeignete Kühlkörper für Ihre Anwendung zu ermitteln, so auch Boyd Genie.

Ein Beispiel wäre eine LED, die Licht erzeugt. Die LED wandelt ihre Eingangsenergie in Licht um, aber ein Teil dieser Energie geht als Wärme verloren. Einige Branchen, wie z. B. die Computerindustrie, geben ihre abgeführte Wärme als „Verlustleistung“ (Thermal Design Power, TDP) an.

Zum Beispiel:

Ihr Gerät kann effektiv 100 W aufnehmen, aber es leitet nur 80 W als Wärme ab. Diese 80 W müssen vom Kühlkörper abgeleitet werden. Ihre Eingabe in Boyd Genie sollte in diesem Fall 80 W lauten. In unserem Beispiel hat das Gerät mit 100 W, das 80 W ableitet, einen Wirkungsgrad von 20 %.

Gesamtlast von Geräten

Wenn Sie mehrere Geräte haben, addieren Sie die Verlustleistung aller Geräte. Sie können diesen Wert für Schätzungen oder in Boyd Genie als Parameter für die Gesamtlast der Geräte unter Projektbedingungen verwenden.

Gesamtgröße der Wärmequelle und Wärmedichte

Während die Gesamtableitung für grobe Schätzungen ausreichend ist, ist auch die Größe der Wärmequelle ein kritischer Aspekt bei der Art und Weise, wie die Wärme auf Ihren Kühlkörper oder eine andere Wärmemanagementlösung übertragen wird. Die Größe der Wärmequelle definiert, neben der abgeleiteten Leistung, die Dichte einer Wärmebelastung. Die Wärmedichte wirkt sich darauf aus, wie gut eine Wärmemanagementlösung mit der im Bauteil absorbierten Wärme umgehen kann.

Wärmequellen mit hoher Dichte haben stark konzentrierte Wärmebelastungen in kleineren Bereichen im Gegensatz zu einer stärker verteilten Wärmebelastung. Die meisten Wärmemanagement-Lösungen basieren auf Wärmeleitung, um die Wärme erst einmal von der Wärmebelastung wegzubewegen, aber wenn zu viel Wärme in einem einzigen Bereich aufgebracht wird, kann sie sich anhäufen und die Temperatur der Oberfläche und im Gerät deutlich erhöhen. Wie bei dichtem Verkehr kann sie sich auftürmen und meilenweit zurückstauen.

Anwendung der Wärmequellengröße im Boyd Genie

In den Projektbedingungen von Boyd Genie können Sie diese Wärme über die gesamte Basis des Kühlkörpers verteilen oder eine bestimmte Größe der Grundfläche festlegen, um die tatsächliche Wärmedichte wiederzugeben. Wenn Sie die Verwendung von Graphit-Wärmeverteilern, Dampfkammern und eingebetteten Heatpipes in Ihrem Kühlkörper planen, wäre eine gleichmäßige Verteilung der Gesamtwärmebelastung eine bessere Darstellung als die Verwendung der tatsächlichen Fläche Ihrer Wärmequellen.

Für Anwendungen mit mehreren Geräten können Sie die Fläche für mehrere Lasten im Abschnitt Projektbedingungen addieren. So kann Boyd Genie eine äquivalente Oberfläche für die Technologieauswahl nutzen und bei der Auswahl des zu verwendenden Kühlkörpermaterials helfen. Sie können die tatsächlichen Geräte und Größen später auf der Seite „Wärmequellendefinitionen“ aktualisieren.

Anhand der Gesamtlast und der Wärmequellengröße kann Boyd Genie eine gute Schätzung für den Technologieauswahl-Teil Ihres Kühlkörper-Konstruktionsprojekts erstellen.

Nachdem Sie Ihren Kühlkörper ausgewählt und konstruiert, Ihre Durchflussrate eingegeben und bestimmt haben, ob Sie einen Kanal- oder Strömungsbypass haben werden, erhalten Sie die Möglichkeit, einzelne Geräte auf der Seite „Wärmequelle“ zu platzieren. Sie können Ihre Wärmequellen ziehen, kopieren und bearbeiten, um die Stellen besser anzupassen, an denen Ihre Wärmebelastungen mit Ihrem Kühlkörper in Kontakt kommen.

Anwendung von Wärmeleitmaterial in Boyd Genie