Il radiatore è un dispositivo elettronico costituito da un materiale che conduce bene il calore e spesso è collegato a un dispositivo elettronico per dissipare il calore indesiderato. Viene utilizzato per raffreddare i componenti del circuito dissipando il calore in eccesso per prevenire il surriscaldamento, guasti prematuri e per aumentare l'affidabilità e le prestazioni dei componenti.
Il funzionamento del radiatore si basa sulla legge del calore di Fourier. Ogni volta che c'è un gradiente di temperatura in un oggetto, il calore viene trasferito dalle aree a temperatura più alta a quelle a temperatura più bassa. I tre diversi modi in cui il calore viene trasferito sono per irraggiamento, convezione o conduzione.
La conduzione del calore avviene ogni volta che due oggetti a temperature diverse entrano in contatto. Ciò comporta collisioni tra molecole veloci di un oggetto più caldo e molecole più lente di un oggetto più freddo. Ciò si traduce in un trasferimento di energia dall'oggetto caldo all'oggetto più freddo. Un dissipatore di calore trasferisce quindi il calore per conduzione e convezione da un componente ad alta temperatura come un transistor a un mezzo a bassa temperatura come aria, olio, acqua o qualsiasi altro mezzo adatto.
Cos'è un radiatore
Esistono due tipi di radiatori, radiatori passivi e radiatori attivi.
1. I dissipatori di calore attivi utilizzano ventole o ventilatori di raffreddamento per dissipare il calore dal dissipatore di calore. Hanno eccellenti proprietà di raffreddamento ma richiedono una manutenzione regolare a causa delle parti in movimento.
2. I dissipatori di calore passivi non utilizzano ventole e non hanno parti mobili, il che li rende più affidabili.
I radiatori possono essere ulteriormente classificati in base al design fisico e alla forma, ai materiali utilizzati, ecc. I radiatori tipici sono:
I radiatori fungono da scambiatori di calore e sono generalmente progettati per avere la massima superficie di contatto con un mezzo di raffreddamento come l'aria. Le prestazioni dipendono da caratteristiche fisiche quali materiali utilizzati, trattamento superficiale, design sporgente, velocità del flusso d'aria e metodi di connessione. Paste termiche, composti e nastri conduttivi sono alcuni dei materiali utilizzati tra la superficie del dissipatore di calore di un componente e la superficie del dissipatore di calore per migliorare il trasferimento di calore e quindi le prestazioni del dissipatore di calore.
I metalli con eccellente conduttività termica, come diamante, rame e alluminio, costituiscono i dissipatori di calore più efficienti. Tuttavia, l’alluminio è più comunemente usato a causa del suo costo inferiore.
Altri fattori che influenzano le prestazioni del radiatore includono:
1. Resistenza termica
2. Flusso d'aria
3. Resistenza del volume
4. Densità delle pinne
5. Spaziatura delle alette
6. Larghezza
7. Lunghezza
I dissipatori di calore vengono utilizzati per raffreddare una varietà di componenti elettronici che non hanno capacità di dissipazione del calore sufficienti per dissipare tutto il calore in eccesso. Questi dispositivi includono:
Transistor di potenza, tiristori e altri dispositivi di commutazione
diodo
circuito integrato
Processore CPU
processore grafico
I radiatori sono disponibili in diversi tipi e dimensioni per adattarsi a diverse applicazioni. Il tipo più comune di radiatore è un radiatore alettato, costituito da più alette metalliche sottili collegate tra loro. Queste alette aumentano la superficie per un migliore raffreddamento. Altri tipi di dissipatori di calore includono alette a spillo, radiatori ad alette incrociate, radiatori ad alette a leva e radiatori a piastra piatta.
Il radiatore dell'auto funziona sia come accumulatore d'acqua che come dissipatore di calore. Il radiatore è una parte importante del sistema di raffreddamento e il suo scopo è proteggere il motore dai danni causati dal surriscaldamento. Il principio del radiatore è quello di utilizzare aria fredda per ridurre la temperatura del liquido di raffreddamento proveniente dal motore nel radiatore. Il radiatore appartiene al sistema di raffreddamento dell'automobile. Il radiatore nel sistema di raffreddamento ad acqua del motore è costituito da tre parti: una camera di ingresso dell'acqua, una camera di uscita dell'acqua, una piastra principale e un nucleo del radiatore. Il radiatore raffredda il liquido di raffreddamento che ha raggiunto temperature elevate. Il liquido di raffreddamento nel radiatore diventa freddo quando i tubi e le alette del radiatore sono esposti al flusso d'aria generato dalla ventola di raffreddamento e dal movimento del veicolo.
Per evitare il surriscaldamento del motore, i componenti circostanti la camera di combustione (camicie cilindri, testate, valvole, ecc.) devono essere adeguatamente raffreddati. Per garantire l'effetto di raffreddamento, il sistema di raffreddamento dell'automobile è generalmente costituito da un radiatore, un termostato, una pompa dell'acqua, un canale dell'acqua del cilindro, un canale dell'acqua della testata, una ventola, ecc. Il radiatore è responsabile del raffreddamento dell'acqua circolante. I tubi dell'acqua e i dissipatori di calore sono per lo più realizzati in alluminio. I tubi dell'acqua in alluminio hanno una forma piatta e i dissipatori di calore sono corrugati. Prestare attenzione alle prestazioni di dissipazione del calore. La direzione di installazione è perpendicolare alla direzione del flusso d'aria. Cercare di ottenere La resistenza al vento dovrebbe essere ridotta e l'efficienza di raffreddamento dovrebbe essere elevata. Il liquido di raffreddamento scorre all'interno della massa radiante e l'aria passa all'esterno della massa radiante. Il liquido di raffreddamento caldo diventa freddo dissipando il calore nell'aria e l'aria fredda si riscalda assorbendo il calore emesso dal liquido di raffreddamento, quindi il radiatore è uno scambiatore di calore.
Un dissipatore di calore è un dispositivo utilizzato per gestire il calore generato dai componenti elettronici. Solitamente sono realizzati in metallo o alluminio e il loro scopo principale è quello di dissipare il calore lontano dall'elemento a cui sono collegati. I dissipatori di calore sono progettati con alette, canali o scanalature per aumentare la superficie e favorire il trasferimento del calore dal componente all'ambiente circostante. I radiatori sono disponibili in una varietà di dimensioni e forme per adattarsi a diverse applicazioni.
I dissipatori di calore sono un componente necessario di qualsiasi sistema elettronico poiché consentono un migliore raffreddamento e prestazioni migliorate. Dissipando il calore lontano dall'elemento, l'elemento può rimanere fresco e funzionare alla massima efficienza senza timore di danni dovuti al surriscaldamento. I radiatori riducono anche i livelli di rumore e vibrazioni rimuovendo il calore dai componenti e diffondendolo nell'ambiente.
Il radiatore è il componente chiave del sistema di raffreddamento del motore. Il suo ruolo principale è quello di disperdere una miscela di antigelo e acqua attraverso le alette, che rilascia parte del calore del motore aspirando aria fresca prima di continuare a passare il resto del motore.
Il radiatore è uno scambiatore di calore utilizzato per trasferire l'energia termica da un mezzo all'altro allo scopo di raffreddare e riscaldare. La maggior parte dei radiatori sono costruiti per funzionare in automobili, edifici ed elettronica.
Un radiatore è sempre una fonte di calore per il suo ambiente, sebbene ciò possa essere allo scopo di riscaldare un ambiente o di raffreddare il fluido o il liquido di raffreddamento ad esso fornito, come per il raffreddamento dei motori automobilistici e le torri di raffreddamento a secco HVAC. Nonostante il nome, la maggior parte dei radiatori trasferisce la maggior parte del calore tramite convezione anziché per irraggiamento termico
In alcune applicazioni, i radiatori possono essere costosi e difficili da installare. Inoltre, se non adeguatamente dimensionato per l'applicazione, il dissipatore di calore potrebbe non dissipare adeguatamente tutto il calore generato dal componente. È anche importante notare che alcuni componenti sono sensibili alle variazioni di temperatura, quindi è necessario prestare attenzione quando si seleziona un dissipatore di calore per questi tipi di componenti.
In poche parole, un radiatore è un oggetto che disperde il calore da una fonte di calore. Vengono installati anche su computer, lettori DVD e altri dispositivi portatili. Quando si pensa a un semplice meccanismo che illustra il funzionamento di un radiatore, si può immaginare un radiatore montato su un'auto. Il radiatore allontana il calore dal motore della tua auto. Allo stesso modo, un dissipatore di calore allontana il calore, ad esempio, dalla CPU del tuo PC. Il meccanismo di funzionamento del radiatore è strettamente correlato alla conduzione del calore. Finché due oggetti con temperature diverse entrano in contatto, si verifica una conduzione di calore.
Ciò comporta collisioni tra le molecole veloci dell'oggetto più caldo e le molecole che si muovono più lentamente dell'oggetto più freddo. Ciò si traduce anche in un trasferimento di energia dall'oggetto caldo all'oggetto freddo. Pertanto, il dissipatore di calore trasferisce il calore dai componenti ad alta temperatura (come i transistor) ai mezzi a bassa temperatura (come aria, olio, acqua o qualsiasi altro mezzo adatto) attraverso conduzione e convezione.
Un dissipatore di calore è dotato di un conduttore termico che trasporta il calore dalla fonte di calore alle alette o ai perni, fornendo un'ampia superficie per la dissipazione del calore nel resto del computer. Questo è il motivo per cui i dissipatori di calore sono progettati per massimizzare la superficie a contatto con il mezzo di raffreddamento circostante. Pertanto, le prestazioni del radiatore dipendono dalla velocità dell'aria, dal materiale, dal design della sporgenza e dal trattamento superficiale. Questo fatto ci spinge ad innovare le tipologie, i materiali e la costruzione dei radiatori.
I radiatori a tubi di calore sono ampiamente utilizzati. Questo tipo di radiatore può migliorare l'efficienza di dissipazione del calore di molte apparecchiature e dispositivi ad alta potenza. È ampiamente utilizzato e può essere utilizzato in SVG, convertitori di frequenza, inverter, nuove fonti di energia, ecc.
Il rame viene spesso utilizzato come materiale di base e la sua conduttività termica è due volte più efficiente dell'alluminio, con una conduttività termica di circa 400 W/m-K. Poiché il rame ha eccellenti proprietà di dissipazione del calore in termini di conduttività termica e resistenza alla corrosione, fornisce una dissipazione del calore eccellente, rapida ed efficiente. Ma per quanto riguarda gli svantaggi, il rame è tre volte più pesante dell'alluminio e il prezzo è piuttosto alto. È anche più difficile da modellare rispetto all'alluminio.
L'alluminio è un materiale estremamente leggero ed economico che è altamente conduttivo termicamente, rendendolo ideale per la maggior parte dei dissipatori di calore. L'alluminio può essere un metallo strutturalmente più resistente se utilizzato in fogli sottili. Ma la capacità dell’alluminio di condurre il calore, nota come conduttività termica, è circa la metà di quella del rame. Questo svantaggio limita la distanza che il calore può spostarsi o condurre dalla fonte di calore nella parte inferiore del radiatore
