熱量通過傳導,對流和輻射離開散熱器。我被告知,黑色表面最適合輻射熱量,因此許多散熱器都是黑色的。但是它們也有散熱片。大型散熱器上有很多大型散熱片。因此,對流似乎很重要。
那麼如果出於美學原因我必須將散熱器塗成亮白色,會發生什麼?當然,白色是反射熱輻射的最佳顏色。那會像鋁箔包裹的火雞一樣將熱量反射回內部嗎?有人可以猜測效率的下降或必要的補償性評級提高嗎?
P.S。家用散熱器是白色的。
P.P.S。“材料表面處理”在散熱器術語中意味著什麼?並不能完全回答問題。
熱量通過傳導,對流和輻射離開散熱器。我被告知,黑色表面最適合輻射熱量,因此許多散熱器都是黑色的。但是它們也有散熱片。大型散熱器上有很多大型散熱片。因此,對流似乎很重要。
那麼如果出於美學原因我必須將散熱器塗成亮白色,會發生什麼?當然,白色是反射熱輻射的最佳顏色。那會像鋁箔包裹的火雞一樣將熱量反射回內部嗎?有人可以猜測效率的下降或必要的補償性評級提高嗎?
P.S。家用散熱器是白色的。
P.P.S。“材料表面處理”在散熱器術語中意味著什麼?並不能完全回答問題。
請勿噴塗散熱器。油漆層將充當金屬與空氣之間的絕緣體,從而降低其散熱能力。
陽極氧化散熱器的問題不大。陽極氧化層比油漆薄得多(例如,鋁的厚度為幾微米),因此它的熱阻要比油漆低得多。
除非不同顏色的油漆比其他顏色更薄或更厚,或者散熱器暴露在陽光直射下,否則油漆的顏色不會對冷卻產生重大影響。
是的,黑色具有最高的發射率(它還吸收了最佳的輻射互易性或基爾霍夫熱輻射定律)。請注意,它必須在相關波長處為“黑色”,而不一定與可見光譜中的黑色相對應。
這意味著,如果輻射率接近1(黑體),則輻射熱傳遞將達到最大。如果您的散熱器“看到”大部分較涼的東西,則會有更好的冷卻效果;如果看到較熱的東西,它也不會冷卻。
然而,與傳導傳熱相比,輻射傳熱通常並沒有那麼重要,對流傳熱(通常對於正常環境下的半導體散熱器而言最為重要)。因此,與空氣動力學如何在鰭片上流動以及熱量如何傳導到鰭片的流體動力學設計相比,顏色通常並不那麼重要。鰭片主要“看見”其他鰭片,因此輻射的影響甚至更少。我們中那些設計必須在真空和/或太空或非常高的海拔中生存的電子設備的人存在例外,如果散熱片(或所見物體)非常熱,輻射會變得更加重要(溫度的4次方)。
從加熱器,白熾燈或真空管的直接視線來看,發亮的(低發射率)散熱器可能更好的示例情況是調壓器散熱器。
您喜歡的任何顏色的染料都可以在陽極氧化時使用,也可以根本不使用,這稱為“透明”陽極氧化。通常,氧化的鋁(它是not塗層)是一個非常薄的絕緣層,但在某些情況下,它的厚度可以超過幾密耳。
編輯:讓我們做一個包絡線計算,以查看有多大的輻射。我假設使用Aavid Thermalloy的型號 530002B02500G散熱器。它具有每瓦2.6攝氏度的自然對流額定值,我認為該額定值比環境溫度高70攝氏度。
因此,如果您的環境溫度為25攝氏度,而散熱器的溫度為95攝氏度,那麼總耗散功率將為27W。
其中有多少是由於輻射?我們可以將散熱器(僅用於輻射耦合*)視為尺寸為64mm x 25mm x 42mm(忽略凹口)的塊,其表面積為0.011平方米。
由於輻射造成的熱損失(假設輻射率為1)為
\ $ q = \ sigma A(T_H ^ 4-T_C ^ 4)\ $,其中\ $ \ sigma \ $是Stefan-Boltzmann常數〜5.7E-8(溫度單位為開爾文) >
代入這些值,我們得到的熱流為6.4W,這是由於在95攝氏度的散熱器溫度和25攝氏度的環境溫度下的輻射所致,因此,在使輻射損失最大化的最佳條件下,由於輻射而導致的熱量不足25%。我們進行強制對流的可能性更大,輻射熱損失也再次減少。靠近立方體的散熱器也會由於輻射而減少熱損失。不足以忽略不了,但不占主導地位。
我曾經出售包括熱管理塗料在內的高性能塗料,但這絕不是一個簡單的問題。例如,一個供應商製造了兩種塗料,它們都是磨砂黑,建議乾膜厚度小於兩千埃,一種設計成絕緣體,另一種設計成散熱塗料。推薦的用例分別是排氣集管和製動鉗。
我確實有散熱片塗層,並做了一些實驗,發現在低溫差下,裸露的散熱片效果最好,其次是絕緣散熱片,而輻射塗層最差。在高溫差下,發射塗層表明它的性能優於裸金屬,而絕緣塗層在減慢傳熱方面也變得更加有效。
我還試用了其他塗料,例如常規塗料,它們一直都是絕緣體,直到著火為止;還有厚的絕緣塗料,直到它融化,它才是最好的絕緣體。
結論:這取決於您的溫度,所需的熱傳遞和其他因素,哪種塗料最適合您的需求,但是使用標準塗料永遠不會幫助散熱片。
發光的金屬表面極其能很好地反射,而輻射卻極差。用任何東西(幾乎所有東西)塗漆都會改善熱輻射。
塗黑的表面將更好地吸收陽光,因為陽光中的大多數能量都在可見光譜內或在可見光譜附近。但是,除非您的散熱器過熱到會發光,否則它不會在可見光譜中發出大量輻射,因此它對眼睛的顏色完全不相關。
未封裝在反射容器中的被動通風散熱器會發出大量輻射。抱歉,我手邊沒有這個數字,但是還不到50%。對於相同顏色的平行散熱片,輻射通過吸收來平衡,因此內部散熱片的顏色無關緊要,但是對於裸露的表面而言則很重要。
由於這個原因,您會發現計算機內部的強制散熱片通常沒有黑色陽極氧化引腳。
無論如何,裸露的鋁散熱器都必須進行塗漆/陽極氧化,以防止腐蝕,否則,您必須包括“請勿在1000碼的海邊使用”之類的說明。
請勿噴塗散熱器,因為散熱器將散佈一層額外的塗層,因此散熱效率會降低。黑色散熱器在散發熱量方面表現更好,但優勢很小。
如果您使用風扇吹動散熱器,那麼顏色其實並不重要。
這取決於油漆的熱導率和輻射...
如果您的塗料輻射良好,可以將其中的一些顆粒混合在一起以增加表面積……鋁製的一些大金屬鋸末可以起到作用……
黑色表面比同等的白色表面都吸收和更好。最佳的顏色選擇取決於散熱器周圍的環境。如果在寒冷的黑暗環境中,請使用黑色散熱器。如果曾期望設備會遇到明亮的環境或輻射熱,請使用白色散熱器。
” 我被告知,黑色表面最適合散發熱量 “
那是不正確的。與有色物體相比,黑色物體吸收的輻射光譜更廣,但其本身的顏色對輻射器的效率沒有影響。許多散熱器都是黑色的,因為黑色陽極氧化是一種低成本的過程,可防止氧化和腐蝕。順便說一句,它也是絕緣體,因此,如果晶體管與其散熱器進行電接觸很重要,那麼您就不能僅依靠物理接觸。
此散熱器計算器 *不應在熱資源的大小小於散熱器基座的情況下使用。在此計算器中,沒有考慮到溫暖資源在比暖水槽底部小得多的區域中的濃度。
[*我參與提供此計算器的公司]