热量通过传导,对流和辐射离开散热器。我被告知,黑色表面最适合辐射热量,因此许多散热器都是黑色的。但是它们也有散热片。大型散热器上有很多大型散热片。因此,对流似乎很重要。
那么,如果出于美学原因我必须将散热器涂成亮白色,会发生什么?当然,白色是反射热辐射的最佳颜色。那会像铝箔包裹的火鸡一样将热量反射回内部吗?有人可以猜测效率的损失或必要的补偿性评级提高吗?
PS家用散热器为白色。
PPS 散热器术语“材料表面处理”意味着什么?并没有完全回答。
热量通过传导,对流和辐射离开散热器。我被告知,黑色表面最适合辐射热量,因此许多散热器都是黑色的。但是它们也有散热片。大型散热器上有很多大型散热片。因此,对流似乎很重要。
那么,如果出于美学原因我必须将散热器涂成亮白色,会发生什么?当然,白色是反射热辐射的最佳颜色。那会像铝箔包裹的火鸡一样将热量反射回内部吗?有人可以猜测效率的损失或必要的补偿性评级提高吗?
PS家用散热器为白色。
PPS 散热器术语“材料表面处理”意味着什么?并没有完全回答。
Answers:
请勿喷涂散热器。油漆层将充当金属和空气之间的绝缘体,从而降低其散热能力。
对散热器进行阳极氧化几乎没有什么问题。阳极氧化层比油漆薄得多(例如,铝的厚度为几微米),因此它的热阻要比油漆低得多。
除非不同颜色的油漆比其他颜色更稀或更浓,或者散热器暴露在直射的阳光下,否则油漆的颜色不会对冷却产生重大影响。
是的,黑色具有最高的发射率(它也吸收了最佳的辐射互易性或基尔霍夫热辐射定律)。请注意,它必须在相关波长处为“黑色”,而不一定与可见光谱中的黑色相对应。
这意味着,如果发射率接近1(黑体),则辐射热传递将达到最大。如果您的散热器“看到”的大部分是较凉的东西,则散热效果会更好;如果看到较热的东西,则也不会冷却。
但是,与传导传热相比,辐射传热通常并没有那么重要,对流传热(通常对于正常环境下的半导体散热器而言最重要)。因此,与空气动力学如何在鳍片上流动以及热量如何传导到鳍片的流体动力学设计相比,颜色通常并不是那么重要。鳍片主要“看见”其他鳍片,因此辐射的影响甚至更少。
设计电子产品的那些人存在例外情况,这些电子产品必须在真空和/或空间或非常高的海拔下生存,并且如果散热片(或所见物体)非常热,辐射会变得更加重要(第四功率)温度)。
从加热器,白炽灯或真空管的直接视线来看,发亮的(低发射率)散热器可能更好的示例情况是调压器散热器。
您喜欢的任何颜色的染料都可以在阳极氧化时使用,也可以根本不使用,这称为“透明”阳极氧化。通常,氧化的铝(不是涂层)是很薄的绝缘层,但是在某些情况下,它的厚度可以超过几密耳。
编辑:让我们做一个包络线计算,看看有多大的辐射。我假设使用Aavid Thermalloy 的型号530002B02500G散热器。它具有每瓦2.6摄氏度的自然对流额定值,我认为该额定值比环境温度高70摄氏度。
因此,如果您的环境温度为25摄氏度,而散热器的温度为95摄氏度,那么总耗散功率将为27W。
其中有多少是由于辐射引起的?我们可以将散热器(仅用于辐射耦合*)视为一块尺寸为64mm x 25mm x 42mm(忽略凹口)的块,其表面积为0.011平方米。
辐射引起的热损失(假设发射率为1)为
是斯忒藩-玻耳兹曼常数〜5.7E-8(和温度以开尔文)
替代这些值,由于在95摄氏度的散热器温度和25摄氏度的环境温度下的辐射,我们得到的热流为6.4 W,因此,在使辐射损失最大化的最佳条件下,由于辐射导致的热量不足25%。我们更有可能进行强制对流,并且辐射热损失再次减少。靠近立方体的散热器也会由于辐射而减少热损失。不足以忽略不了,但不是主导。
我曾经出售包括热管理涂料在内的高性能涂料,但这绝不是一个简单的问题。例如,一个供应商制造了两种涂料,它们都是磨砂黑,建议干膜厚度小于两千埃,一种设计为绝缘体,另一种设计为散热涂料。推荐的用例分别是排气集管和制动钳。
我确实有散热器涂层,并做了一些实验,发现在低温差下,裸露的散热器效果最好,其次是绝缘散热器,而辐射涂层最差。在高温差异下,发射涂层表明它的性能优于裸金属,而绝缘涂层在减慢传热方面也变得更加有效。
我还试用了其他涂料,例如常规涂料,它们一直是绝缘体,直到着火为止;还有厚的绝缘涂料,直到它融化,才是最好的绝缘体。
结论:这取决于您的温度,所需的热传递和其他因素,哪种涂料最适合您的需求,但是使用标准涂料永远不会帮助散热片。
有光泽的金属表面是极其在反映良好,在发射辐射极差。 用它们涂的任何东西(几乎任何东西)都会改善散热效果。
黑色表面会更好地吸收阳光,因为阳光中的大部分能量都在可见光谱范围内或附近。但是,除非您的散热器过热到会发光,否则它不会在可见光谱中发出大量辐射,因此它对眼睛的颜色是完全不相关的。
未封装在反射容器中的被动通风散热器会发出大量辐射。抱歉,我手边没有这个数字,但是还不到50%。对于相同颜色的平行散热片,辐射通过吸收来平衡,因此内部散热片的颜色无关紧要,但对于裸露的表面而言则很重要。
因此,您会发现计算机内部的强制通风散热器通常没有黑色阳极氧化引脚。
无论如何,裸露的铝散热器都必须进行涂漆/阳极氧化,以防止腐蚀,否则,您必须包括“请勿在1000码的海边使用”之类的说明。
“我被告知,黑色表面最适合辐射热量”
那是不对的。黑色物体比有色物体吸收的辐射光谱更广,但其本身的颜色对辐射器的效率没有影响。许多散热器都是黑色的,因为黑色阳极氧化是一种低成本的工艺,可防止氧化和腐蚀。顺便说一句,它也是绝缘体,因此,如果晶体管与其散热器进行电接触很重要,那么您就不能仅依靠物理接触。