Что такое жаростойкость металла


Характеристика жаропрочного металла; что собой представляет жаростойкая сталь

Окалино- или жаростойкость – это способность металлов или сплавов длительное время противостоять газовой коррозии в условиях повышенных температур. Жаропрочность же представляет собой способность металлов не разрушаться и не поддаваться пластической деформации при высокотемпературном режиме работы. Сталь жаропрочная представлена на рынке большим разнообразием марок, равно как и жаропрочные сплавы. Большинство специалистов признают ее лучшим материалом для изготовления деталей конструкций и оборудования, эксплуатируемых в агрессивных средах и в иных сложных условиях.

Жаропрочный металл и жаростойкость

Ненагруженные конструкции, эксплуатируемые при температуре порядка 550°С в окислительной газовой атмосфере, изготавливаются обычно из жаростойкой стали. К данным изделиям часто относятся детали нагревательных печей. Сплавы на базе железа при температуре больше 550°С склонны активно окисляться, из-за чего на их поверхности образуется оксид железа. Соединение с элементарной кристаллической решеткой и нехватка атомов кислорода приводит к появлению окалины хрупкого типа.

Для улучшения жаростойкости стали в химический состав вводятся:

  • хром;
  • кремний;
  • алюминий.

Данные элементы, соединяясь с кислородом, способствуют формированию в металле надежных, плотных кристаллических структур, благодаря чему и улучшается способность металла спокойно переносить повышенную температуру.

Тип и количество легирующих элементов, вводимых в состав сплава на базе железа, зависит от температуры, в которой эксплуатируется изделие из него. Лучшая жаростойкость у сталей, легирование которых выполнялось на основе хрома. Наиболее известные марки этих сильхромов:

  • 15Х25Т;
  • 08Х17Т;
  • 36Х18Н25С2;
  • Х15Х6СЮ.

С повышением количества хрома в составе жаростойкость увеличивается. С хромом могут создаваться марки металлов, изделия из которых не утратят первоначальных характеристик и при долгом воздействии температуры больше 1000°С.

Особенности жаропрочных материалов

Жаропрочные сплав и стали успешно эксплуатируются при постоянном воздействии больших температур, причем склонность к ползучести не проявляется. Суть данного процесса, которому подвержены стали обыкновенных марок и прочие металлы, в том, что материал, испытывающий воздействие постоянной температуры и нагрузку, медленно деформируется, или ползет.

Ползучесть, которой стараются избежать при создании жаропрочных сталей и металлов другого типа, бывает:

  • длительной;
  • кратковременной.

Для определения параметров кратковременной ползучести материалы подвергаются испытаниям: помещаются в печь, нагретую до нужной температуры, а к ним на определенное время прикладывается растягивающая нагрузка. За короткое время проверить материал на склонность к длительной ползучести и выяснить, каков ее предел, не удастся. С этой целью испытуемое изделие в печи подвергается длительной нагрузке.

Важность предела ползучести в том, что он характеризует наибольшее напряжение, ведущее к разрушению разогретого образца после воздействия определенное время.

Марки жаростойких и жаропрочных сталей

По внутренней структуре категории следующие:

  • мартенситные;
  • аустенитные;
  • мартенситно-ферритные;
  • перлитные.

Жаростойкие стали могут представлять еще два типа:

  • ферритные;
  • мартенситные, или аустенитно-ферритные.

Среди сталей с мартенситной структурой наиболее известны:

  • Х5 (из нее делают трубы, которые будут эксплуатироваться при температуре не больше 650°С).
  • Х5М, Х5ВФ, 1 Х8ВФ, Х6СМ, 1 Х12Н2ВМФ (служат для изготовления изделий, которые эксплуатируются при 500-600°С определенное время (1000-10000 ч.).
  • 3Х13Н7С2 и 4Х9С2 (изделия из них успешно эксплуатируются при 850-950°С, поэтому из них делают клапаны моторов транспортных средств).
  • 1Х8ВФ (изделия из этой стали успешно эксплуатируются при температурах не больше 500°С 10000 ч. и дольше; в частности, из материала делают конструктивные элементы паровых турбин).

Основа мартенситной структуры – это перлит, меняющий состояние, если в составе материала увеличивается содержание хрома. Перлитные марки жаростойких и жаропрочных сталей, которые относятся к хромокремнистым и хромомолибденовым:

  • Х6С;
  • Х7СМ;
  • Х6СМ;
  • Х9С2;
  • Х10С2М;
  • Х 13Н7С2.

Для получения из этих сталей материала со структурой сорбита, отличающегося высокой твердостью (не меньше 25 по HRC), сначала их закаливают при 950-1100°C, а потом подвергают отпуску.

Стальные сплавы с ферритной структурой, из категории жаростойких, содержат 25-33% хрома, определяющего их характеристики. Для придания этим сталям мелкозернистой структуры изделия из них отжигают. В данную категорию сталей входят:

  • 1 Х12СЮ;
  • Х17;
  • Х18СЮ;
  • 0Х17Т;
  • Х25Т;
  • Х 28.

При нагревании их до 850°C и больше зерно внутренней структуры укрупняется, из-за чего повышается хрупкость.

Из жаропрочной нержавейки изготавливаются:

  • тонколистовой прокат;
  • бесшовные трубы;
  • агрегаты химической и пищевой промышленности.

Стали, в основе которых феррит и мартенсит, активно используются в производстве изделий различного назначения в машиностроении. Изделия из таких жаропрочных сплавов даже довольно длительное время успешно эксплуатируются при температуре до 600°C .

Самые распространенные марки данных жаропрочных сталей:

  • Х6СЮ;
  • 1Х13;
  • 1 Х11МФ;
  • 1Х12ВНМФ;
  • 1 Х12В2МФ;
  • 2 Х12ВМБФР.

Хрома в химическом составе этих сплавов – 10-14%. Легирующие добавки, улучшающие состав, здесь – ванадий, вольфрам и молибден.

Аустенитно-ферритные и аустенитные стальные сплавы

Самые значимые особенности аустенитных сталей в том, что внутренняя их структура формируется благодаря никелю в их составе, а жаростойкость связана с хромом.

В сплавах данной категории, отличающихся малым содержанием углерода, иногда присутствуют легирующие элементы титан и ниобий. Стали, основу внутренней структуры которых составляет аустенит, входят в категорию нержавеющих и при длительном воздействии больших температур (до 1000°C) хорошо противостоят формированию окалины.

Наиболее распространенные сегодня стали с аустенитной структурой – это дисперсионно-твердеющие сплавы. С целью улучшения качественных характеристик добавляются карбидные или интерметаллические упрочнители.

Наиболее популярные марки, основа внутренней структуры которых – аустенит:

  • Дисперсионно-твердеющие Х12Н20Т3Р, 4Х12Н8Г8МФБ, 4Х14Н14В2М, 0Х14Н28В3Т3ЮР.
  • Гомогенные 1Х14Н16Б, 1Х14Н18В2Б, Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н16Г7АР, Х25Н20С2.

Стальные сплавы на основе смеси аустенита и феррита отличает очень высокая жаропрочность, которая по показателям превышает аналогичный параметр даже у высокохромистых материалов. Характеристики жаропрочности достигаются и за счет высокой стабильности внутренней структуры сталей этой категории. Изделия из них успешно эксплуатируются даже при температурах до 1150°С.

Жаропрочные стали с аустенитно-мартенситной структурой характеризуются повышенной хрупкостью, поэтому не могут использоваться в производстве изделий, которые эксплуатируются под высокой нагрузкой.

Из жаропрочных сталей этой категории делаются изделия такого назначения:

  • Жаропрочные трубы, конвейеры для печей, емкости для цементации (Х20Н14С2 и 0Х20Н14С2).
  • Пирометрические трубки (Х23Н13).

Тугоплавкие материалы

Стальные сплавы на базе тугоплавких металлов используются для производства изделий, которые эксплуатируются при 1000–2000°C .

Тугоплавкие металлы, которые входят в химический состав таких сталей, характеризуются температурами плавления:

Благодаря тому, что тугоплавкие стали этой категории имеют высокую температуру перехода в хрупкое состояние, при серьезном нагреве происходит их деформация. Для повышения жаропрочности таких сталей в их состав вводят специальные добавки, а для повышения жаростойкости легируют титаном, молибденом, танталом и др.

Самые распространенные соотношения химических элементов в тугоплавких сплавах:

  • основа – вольфрам и 30% рений;
  • 60% ванадий и 40% ниобий;
  • основа – 48% железо, 15% ниобий, 5% молибден, 1% цирконий;
  • 10% вольфрама и тантала.

Сплавы на основе никеля и никель с железом

Сплавы на базе никеля (55% Ni) или выполненные на основе смеси его с железом (65%) - жаропрочные с высокими качествами жаростойкости. Базовый легирующий элемент для любых сталей этой категории – хром, которого содержится 14-23%.

Высокая стойкость и прочность сохраняется при повышенных температурах. Этими качествами обладают стальные сплавы на основе никеля.

Наиболее популярные:

  • ХН60В;
  • ХН67ВМТЮ;
  • ХН70МВТЮБ;
  • ХН70;
  • ХН77ТЮ;
  • ХН78Т;
  • ХН78МТЮ;
  • ХН78Т.

Некоторые марки – это жаропрочные стаи, остальные – жаростойкие. При нагревании на поверхности изделий из данных сплавов появляется оксидная пленка на базе алюминия и хрома. В твердых растворах структуры этих металлов формируются соединения никеля и алюминия или никеля и титана, что обеспечивает устойчивость материалов к высоким температурам. Более подробные характеристики приводятся в специальных справочниках.

Из сталей никелевой группы изготавливают:

  • Элементы газовых конструкций и коммуникаций (ХН5ВМТЮ).
  • Конструктивные элементы турбинных устройств (ХН5ВТР).
  • Конструктивные элементы компрессоров – лопатки, диски (ХН35ВТЮ).
  • Роторы для оснащения турбин (ХН35ВТ и ХН35ВМТ).

Итак, жаропрочные марки способны долгое время функционировать в условиях высоких температур без деформаций и противостоят газовой коррозии. Посредством сплавов разных элементов добиваются оптимальных свойств материалов в зависимости от условий эксплуатации.

Список факторов, влияющих на сопротивление

Сопротивление - это свойство материала, ограничивающее поток электронов. На сопротивление влияют четыре фактора: температура, длина провода, площадь поперечного сечения провода и характер материала.
Когда в проводящем материале есть ток, свободные электроны движутся сквозь материал и иногда сталкиваются с атомами. Эти столкновения заставляют электроны терять часть своей энергии, и, таким образом, их движение ограничивается.Это ограничение различается и определяется типом материала. Свойство материала, ограничивающее поток электронов, называется сопротивлением.
Когда через какой-либо материал, имеющий сопротивление, проходит ток, в результате столкновений свободных электронов и атомов выделяется тепло. Следовательно, провод, который обычно имеет очень маленькое сопротивление, нагревается, когда через него проходит достаточный ток.
См. Также: Типы электрического заряда
Что такое единица измерения сопротивления?
Сопротивление R выражается в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом).
«Сопротивление один Ом (1 Ом) существует, если в материале присутствует ток в один ампер (1 А), когда на материал подается один вольт (1 В)».
Что такое проводимость?
Сопротивление обратно пропорционально проводимости, обозначаемой буквой G. Это мера легкости установления тока. Формула:

G = 1 / R

Единицей измерения проводимости является Siemens, сокращенно S. Например, проводимость резистора 22 кОм составляет G = 1/22 кОм = 45,5 мкс. Иногда для измерения проводимости все еще используется устаревшая единица mho.
См. Также: Закон Кулона

Список факторов, влияющих на сопротивление

Сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Термистор - это резистор, зависящий от температуры, и его сопротивление уменьшается с ростом температуры. Термистор используется в цепи, которая определяет изменение температуры. Есть четыре фактора, от которых зависит сопротивление.

  • Длина (L)
  • его площадь поперечного сечения (A)
  • тип материала
  • характер материала

Сопротивление провода зависит как от площади поперечного сечения, так и от длины провода, а также от характера материала проволоки.Толстая проволока имеет меньшее сопротивление, чем тонкая. Более длинные провода имеют большее сопротивление, чем короткие. Медная проволока имеет меньшее сопротивление тонкой стальной проволоки того же размера. Электрическое сопротивление также зависит от температуры. При определенной температуре и для конкретного вещества.

Как длина провода влияет на сопротивление?

Сопротивление R провода прямо пропорционально длине провода:

R α L… .. (1)

Это означает, что если мы удвоим длину провода, его сопротивление также увеличится вдвое, и если его длина уменьшится вдвое, его сопротивление станет наполовину.

Связь сопротивления с площадью:

Сопротивление R провода обратно пропорционально площади поперечного сечения A провода как:

R α 1 / A …… (2)

Это означает, что толстая проволока будет иметь меньшее сопротивление, чем тонкая проволока. После объединения уравнений (1) и (2) получаем:

R α L / A

R = ρL / A…. (3)

Где ρ - константа пропорциональности, известная как удельное сопротивление. Его значение зависит от типа проводника i.Медь, железо, олово и серебро будут иметь разные значения ρ. Из уравнения (3) имеем:

ρ = R A /L….(4)

Если L = 1 м, A = 1 м², то ρ = R. Таким образом, уравнение (4) дает определение.
См. Также: Разница между напряжением и током

Что такое удельное сопротивление?

Сопротивление куба вещества длиной один метр равно его удельному сопротивлению. Единица измерения ρ - ом-метр (Ом · м). Ниже приведена таблица некоторых металлов с удельным сопротивлением:

Удельное сопротивление металла (10-8 Ом)
  • серебро 1.7
  • Медь 1,69
  • Алюминий 2,75
  • Вольфрам 5,25
  • Платина 10,6
  • Железо 9,8
  • Никель-хром 100
  • Графит 3500

Что такое проводники?
Материал или объект, который проводит тепло, электричество, свет или звук, называют проводниками. Металлические провода являются хорошими проводниками электричества и обладают меньшим сопротивлением току.Почему металлы проводят электричество?… Металлы, такие как серебро и медь, имеют избыток свободных электронов, которые не удерживаются прочно с каким-либо конкретным атомом металла. Эти свободные электроны беспорядочно перемещаются во всех направлениях внутри металлов. Когда мы прикладываем внешнее поле, эти электроны могут легко двигаться в определенном направлении.
Это движение свободных электронов в определенном направлении под действием внешнего поля вызывает протекание тока в металлических проводах.

Как сопротивление увеличивается с температурой?

Проводники имеют низкое сопротивление.Сопротивление проводников увеличивается с повышением температуры. Это связано с увеличением количества столкновений электронов с собой и с атомами металлов. Золото, серебро, медь, алюминий и другие металлы являются хорошими примерами проводников. Земля также является очень хорошим и большим проводником.
Что такое изоляторы?
Материал, который с трудом передает энергию, например электрический ток или тепло, называется изоляторами. почему изоляторы не проводят электричество ?.Все материалы содержат электроны. Однако электроны в изоляторах, таких как резина, не могут двигаться. Они прочно связаны внутри атомов. Следовательно, ток не может проходить через изолятор, потому что они не являются свободными электронами для протекания тока. Изоляторы имеют очень большое значение сопротивления. Стекло, дерево, пластик, мех, шелк и т. Д.

Комбинации сопротивлений в электрической цепи

Есть две возможные комбинации сопротивлений в электрических цепях:

  • Комбинация серий
  • Параллельная комбинация
  1. Последовательная комбинация:

В последовательных комбинациях резисторы подключаются встык, и электрический ток проходит через цепь одним путем.Это означает, что ток, проходящий через каждый резистор, одинаков.
Ток одинаковый во всех точках последовательной цепи. Ток через каждый резистор в последовательной цепи такой же, как ток через все резисторы, включенные последовательно с ним. На приведенном выше рисунке три резистора подключены последовательно к источнику постоянного напряжения.
В любой точке этой цепи ток в этой точке должен быть равен току из этой точки. Также обратите внимание, что ток на каждом резисторе должен равняться току на каждом резисторе, потому что нет места, где часть тока может ответвиться и уйти в другое место.
Следовательно, ток в каждой секции цепи такой же, как ток во всех других секциях. У него есть только один путь, идущий от положительной (+) стороны источника к отрицательной (_) стороне.

Общее последовательное сопротивление:

Общее последовательное сопротивление последовательной цепи равно сумме сопротивлений каждого отдельного последовательного резистора. Когда резисторы подключаются последовательно, значения резисторов складываются, потому что каждый резистор оказывает сопротивление току прямо пропорционально его сопротивлению.Чем больше количество резисторов, подключенных последовательно, тем больше сопротивление току. Чем больше сопротивление току, тем выше сопротивление. Таким образом, каждый раз, когда резистор добавляется последовательно, общее сопротивление увеличивается.
См. Также: Типы электрического заряда

Формула общего сопротивления в последовательном соединении:

Для любого количества отдельных резисторов, соединенных последовательно, общее сопротивление является суммой каждого из отдельных значений.

Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + ……….. + Rn

Где Rt - полное сопротивление, а Rn - последний резистор в последовательной цепочке. Например, если есть 3 последовательно подключенных резистора. Формула общего сопротивления будет

Rt = R1 + R2 + R3

Если есть шесть последовательно подключенных резисторов (n = 6), формула общего сопротивления будет:

Rt = R1 + R2 + R3 + R4 + R5 + R6

2: Параллельная комбинация:

Когда два или более резистора подключены по отдельности между одними и теми же двумя отдельными точками, они параллельны друг другу.Параллельная цепь обеспечивает более одного пути для тока.

Каждый текущий путь называется ветвью . Параллельная цепь - это еще одна цепь, имеющая более одной ветви. Три резистора подключены параллельно, как показано на рисунке выше. Когда резисторы соединены параллельно, ток имеет более одного пути. Количество путей тока равно количеству параллельных ветвей.

Формула для общего параллельного сопротивления:

Поскольку Vs - это напряжение на каждом из параллельных резисторов на приведенном выше рисунке, по закону Ома I = Vs / R :

Vs / Rt = Vs / R1 + Vs / R2 + Vs / R3 …….(1)

Член Vs может быть исключен из правой части уравнения и сокращен с помощью Vs в левой части, оставив только члены сопротивления.

1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 …… (2)

Напомним, что величина, обратная сопротивлению (1 / R), называется проводимостью , что равно , обозначенному G. единица проводимости - Сименс (ы). Уравнение (2) может быть выражено в терминах проводимости как:

Gt = G1 + G2 + G2

Решите относительно Rt в уравнении (2), взяв обратную величину, инвертирующую обе части уравнения.

Rt = 1 / (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)

Связанные темы:

.

Что такое радиатор

Каждый электрический и электронный компонент в цепи выделяет некоторое количество тепла, в то время как цепь работает, обеспечивая источник питания. Обычно мощные полупроводниковые устройства, такие как силовые транзисторы и оптоэлектроника, такая как светоизлучающие диоды, лазеры выделяют тепло в значительных количествах, и эти компоненты неадекватны для рассеивания тепла, поскольку их способность рассеивания значительно мала.

По этой причине нагрев компонентов приводит к преждевременному выходу из строя и может вызвать отказ всей цепи или работы системы.Итак, чтобы преодолеть эти негативные аспекты, необходимо предусмотреть радиаторы для охлаждения.


Что такое радиатор?

Радиатор

Радиатор - это электронный компонент или устройство электронной схемы, которое рассеивает тепло от других компонентов (в основном от силовых транзисторов) схемы в окружающую среду и охлаждает их для повышения их производительности, надежности, а также позволяет избежать преждевременный выход из строя компонентов. Для охлаждения он включает вентилятор или охлаждающее устройство.

Принцип теплоотвода

Закон теплопроводности Фурье гласит, что если в теле присутствует градиент температуры, то тепло будет передаваться из высокотемпературной области в допустимую. И это может быть достигнуто тремя разными способами. , например условность, излучение и проводимость.

Принцип теплоотвода

Всякий раз, когда два объекта с разной температурой вступают в контакт друг с другом, возникает проводимость, заставляющая быстро движущиеся молекулы сильно нагретого объекта сталкиваться с медленно движущимися молекулами более холодных объектов и, таким образом, передавать тепло энергия к более холодному объекту, и это называется теплопроводностью.

Точно так же радиатор передает тепло или тепловую энергию от высокотемпературного компонента к низкотемпературной среде, такой как воздух, вода, масло и т. Д. Обычно в качестве низкотемпературной среды используется воздух; и, если в качестве среды используется вода, то она называется холодной пластиной.


Типы радиаторов

Радиаторы классифицируются по разным категориям на основе разных критериев. Рассмотрим основные типы, а именно активные радиаторы и пассивные радиаторы.

Типы радиаторов

Активные радиаторы

Обычно это вентилятор, использующий энергию для охлаждения.Их также можно назвать радиаторами или вентиляторами. Вентиляторы также подразделяются на типы с шарикоподшипниками и подшипники скольжения. Вентиляторы двигателей с шариковыми подшипниками предпочтительнее, так как их рабочий диапазон больше и они дешевле, когда дело доходит до длительного использования. Производительность таких радиаторов превосходна, но не для долгосрочного применения, поскольку они состоят из движущихся частей и тоже немного дороже.

Пассивные радиаторы

Не имеют механических компонентов и изготовлены из радиаторов с алюминиевым оребрением.Они рассеивают тепловую энергию или тепло за счет процесса конвекции. Они более надежны, чем активные радиаторы; а для эффективной работы пассивных радиаторов рекомендуется поддерживать постоянный поток воздуха через их ребра.

Алюминиевый радиатор

Радиаторы обычно изготавливаются из металла; и алюминий является наиболее распространенным металлом, используемым в радиаторе. Мы знаем, что теплопроводность каждого металла разная. Теплопроводность металла пропорциональна теплопередаче в радиаторе.Таким образом, если теплопроводность металла увеличится, то теплопередающая способность
теплоотвода также увеличится.

Алюминиевый радиатор

Теплопроводность алюминия составляет 235 Вт / мК; это самый дешевый и легкий металл. Алюминиевые радиаторы также называют экструдированными радиаторами, поскольку они могут быть изготовлены методом экструзии.

Штампованные теплоотводы

Они изготовлены из металлов, которым штампуется определенная форма. Этот штамп создает теплоотводы всякий раз, когда металл проходит через штамповочную машину.Они дешевле по сравнению с экструдированными радиаторами.
Они используются для приложений с низким энергопотреблением и, следовательно, имеют низкую производительность.

Обработка радиаторов

Они изготавливаются путем механической обработки; Часто многопильный станок используется для снятия блока материала с целью изготовления промежуточных ребер с точным расстоянием между ними. Это дорого, так как много металла может попасть в отходы в процессе производства.

Теплоотводы со связанными ребрами

Они часто используются для физически больших приложений, требующих разумных характеристик, таких как электросварка и кирпичные устройства постоянного и постоянного тока.Они сделаны путем приклеивания отдельных металлических пластин к основанию радиатора. Это можно сделать двумя способами: термоэпоксидной смолой, которая является экономичной, и другой - пайкой, которая является дорогостоящей.

Радиаторы с загнутыми ребрами

Эти радиаторы с загнутыми ребрами имеют большую площадь поверхности и гнутый материал радиатора, и, следовательно, они обладают очень высокими характеристиками и очень высокой плотностью теплового потока. В этих стоках воздух направляется прямо в радиаторы через какой-то воздуховод.Это делает все это дорогостоящим, поскольку стоимость изготовления и воздуховодов включена в общую стоимость раковины.

Зачистка теплоотводов

Для изготовления этих радиаторов используется процесс зачистки, который включает изготовление очень мелких металлических блоков, обычно меди. Следовательно, они называются очищенными радиаторами. Это радиаторы средней и высокой производительности.

Кованые радиаторы

Металлы, такие как медь и алюминий, используются для образования радиаторов за счет сжимающих сил.Этот процесс называется процессом ковки. Отсюда их название - кованые радиаторы.

Одиночные радиаторы в сборе

Они легкие и могут быть установлены в ограниченном пространстве. Они также обладают производительностью от низкой до высокой и могут использоваться для многих приложений. Но главный недостаток в том, что они немного дороже.

Обжимные радиаторы

Обжимка - это процесс холодной штамповки, но иногда может выполняться даже как процесс горячей обработки, при котором размеры изделия изменяются в штампе.Это недорогие, средние по производительности и ограниченные возможности управления воздушным потоком.

Важность теплоотводов в электронных схемах

  • Радиатор - это пассивный теплообменник, и он спроектирован так, чтобы иметь большую площадь поверхности, контактирующей с окружающей (охлаждающей) средой, такой как воздух. Компоненты, электронные части или устройства, температура которых недостаточна для снижения температуры, нуждаются в радиаторах для охлаждения. Тепло, выделяемое каждым элементом или компонентом электронной схемы, должно рассеиваться для повышения ее надежности и предотвращения преждевременного выхода из строя компонента.
  • Он поддерживает термическую стабильность в определенных пределах для каждого электрического и электронного компонента любой схемы или электронных частей любой системы. Характеристики радиатора зависят от таких факторов, как выбор материала, конструкция выступа, обработка поверхности и скорость воздуха.
  • Центральные процессоры и графические процессоры компьютера также охлаждаются с помощью радиаторов. Радиаторы также называются радиаторами, которые часто используются в качестве крышек памяти компьютера для отвода тепла.
  • Если для электронных схем не предусмотрены радиаторы, существует вероятность выхода из строя таких компонентов, как транзисторы, регуляторы напряжения, микросхемы, светодиоды и силовые транзисторы. Даже при пайке электронной схемы рекомендуется использовать радиатор, чтобы избежать перегрева элементов.
  • Радиаторы не только обеспечивают отвод тепла, но также используются для управления тепловой энергией за счет рассеивания тепла, когда тепла больше. В случае низких температур радиаторы предназначены для обеспечения тепла путем выделения тепловой энергии для правильной работы контура.

Выбор радиатора

Для выбора радиатора нам необходимо принять во внимание следующие математические расчеты:

Рассмотрим

Q: Мощность рассеивания тепла в ваттах

T_j: Максимальная температура перехода устройства в 0C

T_c: Температура корпуса устройства в 0C

T_a: Температура окружающего воздуха при 0C

T_s: Максимальная температура радиатора, максимально приближенного к устройству, в 0C

Термическое сопротивление может быть выражено как

R = ∆T / Q

Электрическое сопротивление определяется как

R_e = ∆V / I

Термическое сопротивление между переходом и корпусом устройства определяется как

R_jc = (∆T_jc) / Q

Сопротивление корпуса до стока определяется как

R_cs = (∆T_cs) / Q

Сопротивление стока к окружающей среде определяется как

R_sa = (∆T_sa) / Q

Таким образом, переход к сопротивлению окружающей среды определяется как

R_ja = R_jc + R_cs + R_sa = (T_j -T_a) / Q

Теперь необходимое тепловое сопротивление радиатора составляет

R_sa = (T_j-T_a) / Q-R_jc-R_cs

В приведенном выше уравнении значения T_j, Q и R_jc фиксируются производителем, а значения T_a и R_cs определяются пользователем.

Таким образом, тепловое сопротивление радиатора для применения должно быть меньше или равно вычисленному выше R_sa.

При выборе радиатора необходимо учитывать различные параметры, такие как тепловой баланс, допустимый для радиаторов, состояние воздушного потока (естественный поток, смешанный поток с низким расходом, принудительная конвекция с высоким потоком).

Объем радиатора можно определить, разделив объемное тепловое сопротивление на требуемое тепловое сопротивление. Диапазон объемного термического сопротивления указан в таблице ниже.


На приведенном ниже графике показано изменение размера алюминиевого радиатора и теплового сопротивления в качестве примера выбора радиатора на основе теплового сопротивления. Площадь и тепловое сопротивление радиатора

В этой статье вкратце рассматриваются радиаторы, различные типы радиаторов и важность радиатора в электронных схемах. Для получения дополнительной информации о радиаторах отправляйте свои запросы, оставляя комментарии ниже.

Кредиты на фото:

.

термическое сопротивление - Thermalistance

- qwe.

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Thermalistance .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

Смотрите также