Răcirea semiconductorilor

[sesebe]

Caldura este disipata prin radiatie, conductie si convectie radiatia paoate avea loc si in vid. conductia in fluide si solide iar convectia numai in fluide.

 

Pentru cazul clasic de radiator in aer avem toate cele trei componente.

 

Radiatia este conditionata de culoare cele negre radiaza mai purernic dar si absorb, trebuie protejate de lumina soarelui, conductia si convectia nu sunt influentate de culoare, ci de densitatea si viteza de circulatie a aerului, in principiu de altitudine.

 

Pot fi facute straturi gen filtru terce banda pentru radiatia infrarosie vezi panourile radiante, stratul exterior fiind alb, dar e destul de scump si nu se foloseste la calorifere, astea cedeaza caldura prin convectie, de aia au aripioare verticale.

 

Varianata cu filtru trece banda in infrarosu constringe radiatia la o anumita banda si nu mai are spectrul radiativ natural, energia va fi radiata intr-o banda relativ ingusta cu o denstate spectrala mult mai mare.

 

Asa eram si eu convins pina acum citiva ani, mai ales dupa cele invatate prin facultate dar niste experimete, cu o camera de thermoviziune, vazute la un curs recent m-au convins de contrariu:

CULOAREA RADIATORULUI NU CONTEAZA ABSOLUT DELOC.

 

Camera de thermoviziune masoara exact radiatia termica si indiferent de culoarea obiectului radiatia era la fel.

Daca un radiator ar radia mai multa caldura atunci cind este negru atunci s-ar vedea diferente cu o camera de termoviziune care tocmai radiatia o masoara/vizualizeaza.

 

Experimentul este foarte simplu: pe un radiator incalzit cu o rezistenta de putere fixata pe el, se traseaza niste linii cu citeva markere colorate.

Daca radiatia ar fi influientata de culoare (alb/negru sau alte culori) atunci folosind camera de thermoviziune are trebui sa fie posibil sa vezi liniile.

 

NU SE VEDE NICI O LINIE, indiferent de culoarea initiala a radiatorului.

De fapt experimentul a fost realizat mult mai sofisticat (pt a elimina multe surse de erori) decit am explicat eu dar explicatia pe care am expus-o aste suficienta pt a se intelege esenta.

Editat Mai 8, 2017 de sesebe

[lutza2]

Trebuia sa zici cat de sofisticat. La racire fortata culoarea nu conteaza, pe urma ca sa vezi liniile trebuie sa te izolezi cumva de mediul ambiant, ceva de genul ca vopsesti o parte din radiatorul alb cu negru (marker), dai peste tot ansamblul cu vopsea sau conformal coating, bagi ansamblul intr-o cutie sau oala si pui o folie de plastic pe deasupra sigiland totul (poate fi o punga negra de gunoi prinsa cu scoci sau plastic transparent alimentar care sta lipit si intins singur. Pui camera sa vada prin folia neagra de plastic.

Asa ai facut ?

[Haralambie]

Ce e conformal coating, de ce nu e in romana, si ce cauta peste radiatoare

[lutza2]

E vorba de procedura de test, care daca nu e facuta cum trebuie iti va da rezultate bizare. Nu se pune pe radiatoare si ala se arunca dupa test, ca e greu si de dat jos.

[cavit]

Liniile nu se vad din simplul motiv ca temperatura radiatorului este uniforma, se egalizeaza prin conductie.

 

Experimentul se face asa doua radiatoare identice unul alb si unul eloxat negru, cu doua rezistente identice montate in serie sau in paralel, si fotografiate cu camera de termoviziune.

[Spitfire]

Daca radiatorul negru e o chinezarie vopsita in negru, normal ca nu observati nici o diferenta! Daca insa radiatorul este eloxat corect negru, diferenta este ENORMA fata de unul "natur", argintiu...nemaivorbind de situatiile in care radiatorul se bazeaza pe pierderi strict radiative, fara convectie/conductie in mediul inconjurator, atunci ponderea este egala cu T^5. Orice comparatie nu-si mai are nici un sens-vorbim de anozi grafitati, sau chiar complet realizati din grafit, anozi aflati bineinteles in vid, unde disipatia se face complet radiativ, zero conductie in mediu. Un anod din tabla de nichel argintiu ar curge ca apa, acelasi anod de nichel, dar carbonatat, abia daca se inroseste.

[cavit]

Iata experimentul care dovedeste, cele doua rezistente sunt identice si in serie, radiatoare identice nu am cel negru e ceva mai mic, dar au cam aceesi suprfata, asteptam sa ajunga la echilibru termic sa vedem ce citim.

[sesebe]

Domnilor, culoarea de care se vorbeste pina acum se refera la spectrul vizibil DAR radiatia calorica nu este in spectrul vizibil si din cauza asta culoarea nu are nici o relevanta la cit de bine raceste un radiator.

Si eu am avut multi ani nedumeriri legate de aceasta problema dar cum ziceam m-am dumerit cind am vazut live acel experiment.

Stiu, este greu sa iti schimbi o parere adinc inradacinata de ani grei de indoctrinare cu asazisul corp negru.

 

Apropo, ce inseamna corp negru stiti?

Ce reprezinta corpul negru si cum se lucreaza in teorie cu el?

Studiati aces lucru mai intii si apoi s-ar putea sa intelegeti mai bine, DAR aveti grija ca citirea unui articol pe internet nu inseamna studiu, va trebui sa studiati multe saptamini sau chiar luni citind sute de articole stiintifice scrise de cercetatori cu de niste amariti de ziaristi in cautare de senzational.

 

Pe mine nu ma intereseaza daca sinteti sau nu de acord cu ceea ce am scris mai sus.

Este pur si simplu in interesul strict al vostru sa intelegeti bine cum sta treaba.

 

Un filmulet foarte educativ:

pe la minutul 3:43 este despre exact problema cuolorilor din vizibil. Editat Mai 8, 2017 de sesebe

[cavit]

Iata citirile 27,9 radiator negru si 28,6 radiator alb ambient 19,3, faptul ca e negru conteaza e si cu 30% mai mic ca al alb.

 

La diferente de temperatura asa mici in acest caz caa 10 grade, acest tip de negru prin eloxare conteaza mai putin deoarece pelicula e subtire mai bine se comporta daca este innegrit cu negru de fum.

la lungimea de unda a temperaturii de culoare de 30 grade, acest strat este aproape transparent la 50 face treaba mai buna

 

De retinut aceste radiatoare negre sunt bune daca au unde radia, daca sunt itro cutie cu pereti reflectorizanti gen sursa atx nu duc nici un avntaj, daca sunt ngre si cutia trebuie neagra mai ales pe interior, si nu expuse la soare.

[lutza2]

N-am sunet, dar ce se intelege din video-ul de mai sus ? Corpul negru absoarbe radiatia termica.

 

Eloxarea nu e acelasi lucru cu un strat de vopsea. Cand ziceam de vopsea ma refeream la ea ca izolator care sa impiedice radiatia termica a unei alte piese sa loveasca in piesa vizata si sa se reflecte in camera.

[sesebe]

Liniile nu se vad din simplul motiv ca temperatura radiatorului este uniforma, se egalizeaza prin conductie.

 

Experimentul se face asa doua radiatoare identice unul alb si unul eloxat negru, cu doua rezistente identice montate in serie sau in paralel, si fotografiate cu camera de termoviziune.

 

Nu m-ai inteles.

Tocmai temperatura identica a celor doua linii, albe si negre, valideaza testul.

 

Folclorul sustine ca un radiator negru este mai eficient decit unul alb dar cum poate fi mai eficient?

Este mai eficient doar daca radiaza mai bine iar daca folosim un dispozitiv care masoara radiatia calorica (o camera de thermoviziune de exemplu) ar trebui sa vedem o radiatie mai puternica pe linia neagra si una mai slaba pe linia alba asta in conditiile in care liniile au aceeasi temperatura.

 

Asa ca un side efect, daca minjim un radiator negru cu o dunga de pasta siliconica ALBA, acea dunga alba pe un radiator negru va avea o radiatie muuult mai puternica decit radiatorul si va fi mult mai vizibila pe camera de thermoviziune, contrar parerii generale:albul va fi mai eficient decit negrul.

.................................

 

Eloxarea nu e acelasi lucru cu un strat de vopsea. Cand ziceam de vopsea ma refeream la ea ca izolator care sa impiedice radiatia termica a unei alte piese sa loveasca in piesa vizata si sa se reflecte in camera.

 

Eloxarea lasa in urma o suprafata poroasa puternic radianta iar vopsirea lasa in urma (de obicei) o suprafata lucioasa cu radiatie slaba.

Faptul ca suprafata elozata este mai poroasa cu radiatie mare ajuta ca un radiator eloxat in negru sa fie mai eficient dar eloxarea poate sa fie in orice alta culoare si eficienta radiatorului va fi la fel de buna.

Editat Mai 8, 2017 de sesebe

[validae]

Experimentul cu liniile colorate, desenate pe același corp nu mi se pare deloc relevant, ba chiar prostesc dacă mă gândesc mai bine.Păi cum vrei să vezi o diferență pe camera de termoviziune, când aia reprezintă culorile redate doar în funcție de intensitatea radiației infraroșii emise ? Adică te aștepți ca un corp cu temperatura de 40*C să apară mai cald dacă e negru ? Nu va apărea mai cald pe cameră (mai vizibil în infraroșu, adică) fiindcă el are tot 40* indiferent de culoare, dar va pierde căldura mai repede dacă e negru.

Cel mai bine a explicat situația Spitfire, dând exemplul anozilor grafitați, de culoare neagră. Aceia sunt în vid, nu au ce convecție sau conducție aeriană să mai aibă. Câți anozi argintii ați văzut ?

[Dxxx]

Si eu sunt de aceeasi parere ca Validae, asta fara sa inflamez polemica.

 

In plus "pe vremea noastra" adica inante de internet si computere, apreciai rezistenta termica a unui radiator din nomograme - si imi aduc bine aminte ca acolo erau doua curbe asemanatoare dar decalate. Una corespundea la radiator alb/argintiu / cealata corespundea la radiator negru. Evident ca cel negru era mai eficient, avea rezistenta termica mai mica.

Sa nu imi spuneti ca asta era pe timpu' faraonilor, pentru ca astfel de nomograme erau foarte muncite, nu exista indoiala - iar fizica nu s-a schimbat intre timp.

 

Imaginile termice (thermal imaging) sunt dupa mine limitate ca precizie, oricum nu se compara cu masuratorile de contact / sau si mai bine cu masuratoarea pe jonctiuni incluse in cip - care mi se pare metoda suverana (la un moment dat s-a discuta asta intensiv cu Udar, Sressmaker si subsemnatul pe sectiunea LED).

Si mai slabe sunt termometrele cu IR, te distrezi la inceput masurand totul, dar altfel rezultatele sunt cu mari abateri...

Imagistica termica are dupa mine relevanta in masuratori comparative, sa vezi pe unde pierde energie o casa sau in termodiagnostic sa vezi unde corpul emite caldura - dar aici apreciezi tot timpul comparativ zona afectata vs normal.

 

Ca sa nu existe comentarii, tot ce am spus in ultimul paragraf am facut nemijlocit nu vorbesc din filme.

[UDAR]

Cred că discuția s-a împărțit puțin - pe de o parte discutăm despre influența componentei radiative , pe de alta de influența culorii .

Îmi permit să le iau pe rând .

1.Componenta radiativă contribuie fără îndoială la scădrea rezistenței termice a radiatorului . Această contribuție poate varia între multe zeci de procente ( o placă eloxată verticală , fără aripioare , la temperatură de 70°C sau mai mult , în spațiu liber elimină mai multă căldură prin radiație decât prin convecție ) sau doar câteva procente ( La un radiator cu aripioare cea mai mare parte a căldurii radiate ajunge - ghici unde - la aripioarele vecine ) .

2. Dacă aceată componentă este suficient de importantă - să zicem peste 20-30% - merită să discutăm despre influența culorii . Am spus și eu , au spus și alții , influența culorii este foarte redusă spre nulă. Să nu comparăm însă mere cu pere . Să comparăm două radiatoare identice , ambele eloxate , unul negru și unul de orice altă culoare . Nu-mi veniți cu o placă eloxată sau chiar vopsită negru mat cu alta albă, semilucioasă. Nu e OK.

[Vizitator]

Nu stiu daca s-a mentionat dar conteaza si pozitia unui radiator. Daca sta cu aripioarele pe verticala e mai eficient decat daca sta cu aripioarele pe orizontala, ajuta convectia.