Màu sơn có quan trọng trên một tản nhiệt?

Nhiệt để lại một tản nhiệt thông qua dẫn, đối lưu và bức xạ. Tôi được dạy rằng các bề mặt màu đen là tốt nhất trong việc tỏa nhiệt và tương ứng rất nhiều tản nhiệt có màu đen. Nhưng chúng cũng có vây để đối lưu. Và tản nhiệt lớn có rất nhiều vây lớn. Do đó đối lưu có vẻ quan trọng.

Vậy chuyện gì xảy ra nếu vì lý do thẩm mỹ tôi phải sơn tản nhiệt màu trắng rực rỡ? Màu trắng tất nhiên là màu tốt nhất để phản xạ bức xạ nhiệt. Điều đó sẽ phản ánh nhiệt trở lại bên trong như một con gà tây bọc giấy bạc? Ai đó có thể dự đoán một sự mất hiệu quả hoặc một sự gia tăng bù đắp cần thiết trong xếp hạng?

PS tản nhiệt trong nước có màu trắng.

PPS "Vật liệu hoàn thiện" ngụ ý gì trong thuật ngữ tản nhiệt? không hoàn toàn trả lời nó.

Không sơn tản nhiệt. Lớp sơn sẽ hoạt động như một chất cách điện giữa kim loại và không khí, làm giảm khả năng tản nhiệt của nó.

Anodizing một tản nhiệt là một vấn đề ít hơn. Lớp anod hóa mỏng hơn nhiều so với sơn (ví dụ một vài micromet bằng nhôm), vì vậy nó có khả năng chịu nhiệt thấp hơn nhiều so với sơn.

Màu của sơn sẽ không có tác dụng đáng kể trong việc làm mát trừ khi các màu sơn khác nhau mỏng hơn hoặc dày hơn các màu khác, hoặc nếu tản nhiệt tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Có màu đen có độ phát xạ cao nhất (nó cũng hấp thụ tốt nhất bức xạ - tính tương hỗ - hay định luật bức xạ nhiệt của Kirchoff). Lưu ý rằng nó phải là "màu đen" ở các bước sóng có liên quan, không nhất thiết phải tương ứng với màu đen trong phổ nhìn thấy được.

Điều đó có nghĩa là sự truyền nhiệt bức xạ sẽ được tối đa hóa nếu độ phát xạ tiến đến 1 (thân màu đen). Nếu tản nhiệt của bạn "nhìn thấy" hầu hết những thứ mát hơn, nó sẽ làm mát tốt hơn và nếu thấy những thứ nóng hơn thì nó cũng không mát.

Tuy nhiên, truyền nhiệt bức xạ thường không đáng kể so với truyền nhiệt được tiến hành và (thường là quan trọng nhất đối với tản nhiệt bán dẫn trong môi trường bình thường) truyền nhiệt đối lưu. Vì vậy, thông thường màu sắc không quan trọng lắm so với thiết kế động lực học chất lỏng về cách không khí chảy qua vây và cách nhiệt được dẫn đến vây. Các vây hầu như "nhìn thấy" các vây khác, vì vậy bức xạ thậm chí còn ít ảnh hưởng hơn.

Ngoại lệ tồn tại đối với những người trong chúng ta thiết kế các thiết bị điện tử phải tồn tại trong chân không và / hoặc trong không gian hoặc độ cao rất cao, và nếu vật phẩm bị chìm trong nhiệt (hoặc những gì nó nhìn thấy) rất nóng, bức xạ có thể trở nên quan trọng hơn (năng lượng thứ 4 của nhiệt độ).

Một ví dụ trong trường hợp tản nhiệt sáng bóng (độ phát xạ thấp) có thể vượt trội sẽ là tản nhiệt điều chỉnh điện áp trong chế độ xem trực tiếp của lò sưởi, đèn sợi đốt hoặc ống chân không.

Bất kỳ màu nhuộm nào bạn thích đều có thể được áp dụng khi anod hóa, hoặc không có màu nào, được gọi là anodize "rõ ràng". Thông thường nhôm bị oxy hóa (nó không phải là một lớp phủ) là một lớp cách điện khá mỏng, nhưng trong một số trường hợp, nó có thể được làm dày hơn vài mils.

Chỉnh sửa: Chúng ta hãy thực hiện tính toán ngược phong bì để xem mức độ bức xạ quan trọng như thế nào. Tôi sẽ giả sử một tản nhiệt mô hình 530002B02500G từ Aavid Thermalloy. Nó có mức đối lưu tự nhiên là 2,6 độ C mỗi watt, mà tôi tin rằng được đánh giá ở mức tăng 70 độ C so với môi trường xung quanh.

Vì vậy, nếu nhiệt độ môi trường của bạn là 25 độ C và tản nhiệt ở mức 95 độ C, tổng công suất tiêu tán sẽ là 27W.

Bao nhiêu trong số đó là do bức xạ? Chúng ta có thể coi tản nhiệt (chỉ dành cho mục đích ghép bức xạ *) là một khối có kích thước 64mm x 25 mm x 42mm (bỏ qua phần notch) đại diện cho diện tích bề mặt là 0,011 mét vuông.

Mất nhiệt do bức xạ (giả sử độ phát xạ là 1) là

$q = \sigma A (T_H^4 - T_C^4)$$\sigma$

Thay thế trong các giá trị, chúng ta có được dòng nhiệt 6,4W do bức xạ ở nhiệt độ tản nhiệt 95 độ C và môi trường xung quanh 25 độ C, do đó, dưới 25% là do bức xạ trong điều kiện tối ưu để giảm tối đa bức xạ. Nhiều khả năng chúng ta đã có một số đối lưu cưỡng bức đang diễn ra và sự mất nhiệt bức xạ lại ít xảy ra. Một bộ tản nhiệt gần với khối lập phương cũng sẽ ít mất nhiệt hơn do bức xạ. Không đủ thấp để bị bỏ qua, nhưng không chiếm ưu thế.

• Đối với bức xạ, độ chụm của tản nhiệt "nhìn thấy" các bề mặt tản nhiệt khác chủ yếu là do đó một khối kích thước bên ngoài là chính xác đối với bức xạ (với xấp xỉ đầu tiên). Chúng thực sự có tác dụng làm cho độ phát xạ hiệu dụng gần bằng 1.0 so với bề mặt vì một số ánh sáng không được hấp thụ sẽ chiếu vào các bề mặt khác và có cơ hội khác để được hấp thụ (dĩ nhiên là ngược lại, đối với bức xạ nhiệt - nhưng dễ hình dung hơn về sự hấp thụ ánh sáng bởi vì chúng ta có thể nhìn thấy ánh sáng khả kiến ​​và không thể thấy các bước sóng hồng ngoại mà tản nhiệt phát ra ở nhiệt độ hợp lý - nếu tản nhiệt của bạn phát sáng màu đỏ, vàng hoặc trắng xanh các vấn đề).

Tôi đã từng bán lớp phủ hiệu suất cao bao gồm cả lớp phủ để quản lý nhiệt và đây không phải là một câu hỏi đơn giản. Ví dụ, một nhà cung cấp đã tạo ra hai lớp phủ là cả hai màu đen mờ với độ dày màng khô được đề nghị là ít hơn hai và một được thiết kế để làm chất cách điện và lớp kia được thiết kế là một lớp phủ tản nhiệt. Trường hợp sử dụng được đề nghị là tiêu đề khí thải và calipers phanh tương ứng.

Tôi đã được bọc tản nhiệt và thực hiện một số thử nghiệm và nhận thấy ở các chênh lệch nhiệt độ thấp, tản nhiệt trần hoạt động tốt nhất sau đó là lớp cách nhiệt và lớp phủ bức xạ là tồi tệ nhất. Ở chênh lệch nhiệt độ cao, lớp phủ phát xạ cho thấy nó có giá trị vượt trội so với kim loại trần và lớp phủ cách điện cũng trở nên hiệu quả hơn trong việc làm chậm quá trình truyền nhiệt.

Tôi cũng chơi xung quanh với các lớp phủ khác như sơn thông thường là tất cả các chất cách điện cho đến khi chúng bốc cháy, và một lớp cách điện dày là chất cách điện tốt nhất cho đến khi nó tan chảy.

Kết luận: Nó phụ thuộc vào nhiệt độ của bạn, sự truyền nhiệt cần thiết và các yếu tố khác Lớp phủ nào là tốt nhất cho nhu cầu của bạn, nhưng sử dụng sơn tiêu chuẩn sẽ không bao giờ giúp tản nhiệt.

Bề mặt kim loại sáng bóng cực kỳ tốt trong việc phản xạ, cực kỳ kém trong việc phát ra bức xạ. Bất cứ điều gì (hầu hết mọi thứ) bạn sơn chúng sẽ cải thiện bức xạ nhiệt.

Các bề mặt sơn đen sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn, bởi vì hầu hết năng lượng trong ánh sáng mặt trời là hoặc xung quanh quang phổ nhìn thấy được. Nhưng trừ khi tản nhiệt của bạn nóng đến mức nó phát sáng, nó sẽ không phát ra nhiều bức xạ trong quang phổ nhìn thấy được, vì vậy màu sắc của nó đối với mắt là hoàn toàn không liên quan.

Các tản nhiệt thông gió thụ động không được đặt trong một thùng chứa phản xạ phát ra một lượng bức xạ đáng kể. Tôi xin lỗi, tôi không có số trong tay, nhưng nó ít hơn 50%. Đối với các vây song song có cùng màu, bức xạ được cân bằng bởi sự hấp thụ, vì vậy màu vây bên trong không quan trọng lắm, nhưng đối với các bề mặt tiếp xúc thì không thành vấn đề.

Vì lý do này, bạn sẽ thấy rằng các tản nhiệt không khí cưỡng bức bên trong máy tính của bạn thường không có các chân anốt hóa màu đen.

Dù sao các tản nhiệt bằng nhôm phải được sơn / anod hóa, để tránh ăn mòn, nếu không, bạn sẽ phải bao gồm các hướng dẫn như "không được sử dụng với 1000 yard của bờ biển"

Tài sản mà bạn có thể đang tìm kiếm là sự phát xạ.

Có 3 quá trình chính qua đó truyền nhiệt:

• Dẫn nhiệt (chuyển động nhiệt bên trong vật liệu)
• Đối lưu (chuyển động nhiệt thông qua chuyển động của vật liệu nóng)
• Sự bức xạ

Hiệu quả của mỗi quá trình này phụ thuộc vào các vật liệu được đề cập và nhiệt độ môi trường. Tổng lưu lượng nhiệt là tổng lưu lượng nhiệt từ mỗi quá trình ở ranh giới không khí / tản nhiệt.

Thành phần dòng nhiệt bức xạ tỷ lệ thuận với độ phát xạ của bề mặt, nhiệt độ đến thứ tư và diện tích bề mặt hiệu quả.

Có một cái nhìn lúc này danh sách tiện dụng của emissivities ở nhiệt độ phòng .

Độ phát xạ cao nhất được tìm thấy trong Băng, Nước, Thủy tinh, Đá vôi và Sơn (bao gồm cả màu trắng); lưu ý rằng tất cả những thứ đó không phải là màu đen. Trên thực tế, có vẻ như ngoài các kim loại được đánh bóng, tất cả các vật liệu đều có độ phát xạ gần như lý tưởng.

Ngoài ra, như đã lưu ý trong hầu hết các câu trả lời khác, một lớp sơn sẽ hoạt động như một chất cách điện tuyệt vời (để dẫn bên trong tản nhiệt).

Không sơn tản nhiệt vì nó sẽ trở nên kém hiệu quả hơn để tỏa nhiệt vì bạn sẽ có thêm một lớp che phủ tản nhiệt. Tản nhiệt màu đen làm tốt hơn trong việc tỏa nhiệt nhưng nó có lợi thế phần trăm nhỏ.

Nếu bạn sử dụng quạt để thổi tản nhiệt, màu sắc không thực sự quan trọng lắm.

"Tôi được dạy rằng các bề mặt màu đen là tốt nhất trong việc tỏa nhiệt"

Đó là không đúng. Một vật thể màu đen hấp thụ phổ bức xạ rộng hơn so với vật thể có màu, nhưng bản thân màu sắc không có ảnh hưởng đến hiệu quả của bộ tản nhiệt. Nhiều tản nhiệt có màu đen vì anodizing đen là một quá trình chi phí thấp để ngăn chặn quá trình oxy hóa và ăn mòn. BTW, nó cũng là một chất cách điện, vì vậy nếu điều quan trọng là một bóng bán dẫn tiếp xúc điện với tản nhiệt của nó, bạn không thể chỉ dựa vào tiếp xúc vật lý.

Nó phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt và bức xạ của sơn ...

Nếu bạn có sơn tỏa ra tốt, bạn có thể trộn một số hạt trong đó để tăng diện tích bề mặt ... Một số mùn cưa kim loại lớn từ nhôm sẽ thực hiện công việc ...

Một bề mặt màu đen vừa hấp thụ vừa phát ra tốt hơn một bề mặt trắng tương đương. Sự lựa chọn màu sắc tốt nhất phụ thuộc vào môi trường xung quanh tản nhiệt. Nếu trong môi trường tối lạnh thì sử dụng tản nhiệt màu đen. Nếu thiết bị được dự kiến ​​sẽ gặp môi trường sáng hoặc nhiệt bức xạ, hãy sử dụng tản nhiệt màu trắng.