Co to jest rozpraszacz ciepła?

Rozpraszacz ciepła to urządzenie, które pomaga w rozpraszaniu ciepła ze źródła ciepła do nośnika ciepła. Jest to dość złożony sposób na powiedzenie, że wymiennik ciepła pomaga utrzymać urządzenia lub sprzęt w chłodzie lub w niektórych przypadkach na gorąco, przenosząc ciepło z miejsca, w którym jest wytwarzane, do miejsca, w którym powinno być. Jest to zwykle wymagane, gdy czynnik wymiany ciepła lub miejsce, w którym ciepło musi dotrzeć, nie jest w stanie samodzielnie pochłonąć niezbędnej ilości ciepła. Dobrymi przykładami tej teorii są miedziane podstawy na naczyniach ze stali nierdzewnej lub żebrowane radiatory na wysokoprądowych komponentach elektronicznych. Miedziana podstawa pomaga garnkowi ze stali nierdzewnej pochłaniać i zatrzymywać ciepło, a radiator pomaga mikroprocesorowi odprowadzać ciepło.

Przenoszenie ciepła, a właściwie odpowiednie przenoszenie ciepła, nie zawsze jest pojęciem tak prostym, jak mogłoby się wydawać. Uzyskanie wystarczającej ilości ciepła do lub z jednego medium lub materiału do innego zależy od wielu czynników technicznych, które czasami mogą całkowicie zdezorientować problem. Głównym problemem w tym zakresie jest różnica w gęstości strumienia ciepła różnych materiałów. Mówiąc najprościej, oznacza to, że niektóre materiały wymagają znacznie większego obszaru ekspozycji niż inne, aby pochłonąć taką samą ilość ciepła. Radiatory powszechnie montowane na elementach elektronicznych lub żeberka na grzałce oleju lub grzejniku to przykłady tego, jak działa teoria rozpraszacza ciepła, aby obejść ten problem.

Na przykład powierzchnia tranzystora o dużym wzmocnieniu generuje znacznie więcej ciepła niż powietrze w kontakcie z nim może wchłonąć w danym okresie czasu. Aby obejść to zjawisko, do tranzystora przymocowany jest rozpraszacz ciepła lub radiator. Jest to zazwyczaj ciężka miedziana lub aluminiowa podstawa z dużą liczbą żeberek wystających z jej powierzchni. Osiąga to duży wzrost objętości powietrza wystawionego na działanie źródła ciepła, co niweluje różnicę gęstości strumienia ciepła pomiędzy tranzystorem a powietrzem. W ten sposób głowica rozdzielająca staje się głównym mechanizmem wymiennika ciepła, który wspomaga wymiennik wtórny, czyli powietrze, w efektywnym pochłanianiu wytworzonej energii cieplnej.

Oczywiście zastosowanie rozpraszacza ciepła jest ograniczone do zastosowań, w których wtórny czynnik wymiany nie jest w stanie pokonać różnic gęstości strumienia ciepła między nim a materiałem źródła ciepła. Materiały rozpraszające ciepło powinny być dobrymi przewodnikami ciepła, a profil powierzchni musi być dość dokładnie obliczony, aby zapewnić maksymalną ekspozycję i cyrkulację. Połączenie między źródłem ciepła a rozsiewaczem również musi być jak najbardziej wydajnym przejściem termicznym. W tym celu pasty termoprzewodzące są często nakładane na powierzchnie przed zamocowaniem rozpraszacza ciepła.