โซนการนำความร้อน

โซนการนำความร้อน

การนำความร้อน

เป็นค่าการนำความร้อนของสาร โดยเปลี่ยนจากอุณหภูมิสูงไปยังอุณหภูมิต่ำภายในสารเดียวกัน เรียกอีกอย่างว่า การนำความร้อน การนำความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน การถ่ายเทความร้อน การนำความร้อน การนำความร้อน การนำความร้อน การนำความร้อน

สูตรการนำความร้อน

k = (Q/t) *L/(A*T) k: การนำความร้อน, Q: ความร้อน, t: เวลา, L: ความยาว, A: พื้นที่, T: ความต่างของอุณหภูมิในหน่วย SI, หน่วยของการนำความร้อนคือ W/(m*K) ในหน่วยอิมพีเรียลคือ Btu · ft/(h · ft2 · °F)

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

ในทางอุณหพลศาสตร์ วิศวกรรมเครื่องกล และวิศวกรรมเคมี การนำความร้อนใช้ในการคำนวณการนำความร้อน โดยเฉพาะการนำความร้อนของการพาความร้อนหรือการเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างของไหลและของแข็ง ซึ่งกำหนดให้เป็นความร้อนผ่านหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลาภายใต้ความต่างของอุณหภูมิต่อหน่วย เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของสาร ถ้าความหนาของมวล L คือค่าการวัดที่ต้องคูณด้วย L ค่าที่ได้คือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน ซึ่งมักแสดงเป็น k

การแปลงหน่วยของค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน

1 (แคลอรี) = 4.186 (จูล), 1 (แคลอรี/วินาที) = 4.186 (จูล/วินาที) = 4.186 (วัตต์)

ผลกระทบของอุณหภูมิสูงต่อผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์:

อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้ค่าความต้านทานของตัวต้านทานลดลง และทำให้มีอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุสั้นลง นอกจากนี้ อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้หม้อแปลง ประสิทธิภาพของวัสดุฉนวนที่เกี่ยวข้องลดลง และอุณหภูมิที่สูงเกินไปยังทำให้โครงสร้างโลหะผสมของจุดบัดกรีบนแผงวงจรพิมพ์เปลี่ยนแปลงไปด้วย โดย IMC จะหนาขึ้น จุดบัดกรีจะเปราะขึ้น ผงดีบุกจะเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงทางกลจะลดลง อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อจะเพิ่มขึ้น อัตราส่วนการขยายกระแสของทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้กระแสของตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อจะเพิ่มขึ้นอีก และสุดท้ายคือ ส่วนประกอบล้มเหลว

คำอธิบายคำศัพท์ที่ถูกต้อง:

อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ: อุณหภูมิจริงของสารกึ่งตัวนำในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในการทำงาน โดยปกติจะสูงกว่าอุณหภูมิของตัวเครื่อง และความแตกต่างของอุณหภูมิจะเท่ากับการไหลของความร้อนคูณด้วยความต้านทานความร้อน การพาความร้อนแบบอิสระ (การพาความร้อนแบบธรรมชาติ): การแผ่รังสี (การแผ่รังสี): อากาศบังคับ (การระบายความร้อนด้วยก๊าซ): ของเหลวบังคับ (การระบายความร้อนด้วยก๊าซ): การระเหยของของเหลว: สภาพแวดล้อมโดยรอบพื้นผิว

ข้อควรพิจารณาง่ายๆ ทั่วไปสำหรับการออกแบบความร้อน:

ควรใช้วิธีการทำความเย็นที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ เช่น การนำความร้อน การพาความร้อนตามธรรมชาติ และการแผ่รังสี เพื่อลดต้นทุนและความล้มเหลว

2. ย่อเส้นทางการถ่ายเทความร้อนให้สั้นลงมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ และเพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน

3. ในการติดตั้งส่วนประกอบ ควรคำนึงถึงอิทธิพลของการแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการแผ่รังสีของส่วนประกอบรอบข้างให้ครบถ้วน และควรเก็บอุปกรณ์ที่ไวต่อความร้อนให้ห่างจากแหล่งความร้อน หรือหาวิธีใช้มาตรการป้องกันของโล่ความร้อนเพื่อแยกส่วนประกอบออกจากแหล่งความร้อน

4 ควรมีระยะห่างเพียงพอระหว่างช่องรับอากาศและช่องระบายอากาศเพื่อหลีกเลี่ยงการไหลย้อนกลับของอากาศร้อน

5 ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศเข้าและอากาศออกควรน้อยกว่า 14°C.

6. ควรสังเกตว่าทิศทางการระบายอากาศแบบบังคับและการระบายอากาศแบบธรรมชาติควรสอดคล้องกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

7. ควรติดตั้งอุปกรณ์ที่มีความร้อนสูงให้ใกล้กับพื้นผิวที่สามารถระบายความร้อนได้ง่าย (เช่น พื้นผิวด้านในของตัวเรือนโลหะ ฐานโลหะและตัวยึดโลหะ เป็นต้น) มากที่สุด และต้องมีการนำความร้อนแบบสัมผัสระหว่างพื้นผิวที่ดี

8 ส่วนจ่ายไฟของหลอดกำลังสูงและเสาเรียงกระแสเป็นของอุปกรณ์ทำความร้อน ควรติดตั้งโดยตรงบนตัวเรือนเพื่อเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อน ในการจัดวางแผงพิมพ์ ควรเว้นชั้นทองแดงไว้บนพื้นผิวแผงรอบๆ ทรานซิสเตอร์กำลังไฟฟ้าขนาดใหญ่ เพื่อปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนของแผ่นด้านล่าง

9. เมื่อใช้การพาความร้อนแบบฟรี หลีกเลี่ยงการใช้แผ่นระบายความร้อนที่มีความหนาแน่นมากเกินไป

10. ควรพิจารณาการออกแบบระบบความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าของลวด และเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดที่เลือกจะต้องเหมาะสมสำหรับการนำกระแสไฟฟ้า โดยไม่ก่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการลดลงของแรงดันเกินกว่าระดับที่อนุญาต

11. หากการกระจายความร้อนสม่ำเสมอ ระยะห่างระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ควรสม่ำเสมอเพื่อให้ลมไหลผ่านแหล่งความร้อนแต่ละแหล่งได้สม่ำเสมอ

12. เมื่อใช้การระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนแบบบังคับ (พัดลม) ให้วางส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิให้ใกล้กับช่องรับอากาศมากที่สุด

13. การใช้อุปกรณ์ทำความเย็นแบบพาความร้อนอิสระเพื่อหลีกเลี่ยงการจัดวางส่วนอื่น ๆ เหนือส่วนที่มีการใช้พลังงานสูง วิธีการที่ถูกต้องควรจัดวางในแนวนอนที่ไม่เท่ากัน

14. หากการกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมอ ควรจัดเรียงส่วนประกอบต่างๆ ให้เบาบางในพื้นที่ที่มีการเกิดความร้อนสูง และจัดวางส่วนประกอบในพื้นที่ที่มีการเกิดความร้อนน้อยให้มีความหนาแน่นมากขึ้นเล็กน้อย หรือเพิ่มแถบเบี่ยงทิศทาง เพื่อให้พลังงานลมไหลไปยังอุปกรณ์ทำความร้อนหลักได้อย่างมีประสิทธิภาพ

15 หลักการออกแบบโครงสร้างของช่องรับอากาศ: ในแง่หนึ่ง พยายามลดความต้านทานต่อการไหลของอากาศให้เหลือน้อยที่สุด ในอีกแง่หนึ่ง ให้พิจารณาถึงการป้องกันฝุ่นละออง และพิจารณาผลกระทบของทั้งสองอย่างอย่างครอบคลุม

ส่วนประกอบที่ใช้พลังงานควรเว้นระยะห่างกันให้มากที่สุด

17. หลีกเลี่ยงการวางชิ้นส่วนที่ไวต่ออุณหภูมิไว้รวมกันหรือวางไว้ใกล้กับชิ้นส่วนที่กินไฟสูงหรือจุดที่มีความร้อนสูง

18. การใช้อุปกรณ์ทำความเย็นแบบพาความร้อนอิสระเพื่อหลีกเลี่ยงการจัดวางส่วนอื่น ๆ เหนือส่วนที่มีการใช้พลังงานสูง ควรปฏิบัติอย่างถูกต้องโดยจัดวางในแนวนอนที่ไม่เท่ากัน