books methodologies
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
المنهجيات المتبعة (Info)
المصارف الحرارية
تستخدم المصارف الحرارية بشكل واسع في الإلكترونيات وقد أصبحت جزءًا أساسيًّا في الإلكترونيات الصغرية الحديثة. تتكون بشكلها الشائع من جسم معدني يلامس سطحًا ساخنًا لعنصر إلكتروني، وتتوسط بينهما -في معظم الحالات- طبقة رقيقة من معجونة حرارية. تُعد المعالجات الصغرية وأنصاف النواقل المتحكمة بالقدرة أمثلة على إلكترونيات تحتاج مصرفًا حراريًّا لتخفيض درجة حرارتها عبر زيادة الكتلة الحرارية والتصريف الحراري (بالتوصيل بشكل أساسي وبالحمل وأيضًا بالإشعاع بدرجة أقل). أصبحت المصارف الحرارية ضرورية تقريبًا لكل الدارات التكاملية الحديثة كالمعالجات الصغرية ومعالجات الإشارة الرقمية وكروت الشاشة وأكثر.
يتكون المصرف الحراري عادةً من بنية معدنية ذات سطح مسطح أو أكثر لضمان التلامس الحراري الجيد مع العناصر التي يجب تبريدها، ومصفوفة من نتوءات تشبه المشط أو الريَش لزيادة سطح التلامس مع الهواء، وبالتالي زيادة معدل التصريف الحراري.
الصفيحة الباردة
قد يحسن وضع صفيحة معدنية سميكة ناقلة، تدعى صفيحة باردة، كواجهة تبادل حراري بين مصدر الحرارة ومائع بارد جارٍ (أو أي مصرف حراري آخر) الأداء التبريدي. في هكذا حالة، يبرد مصدر الحرارة تحت الصفيحة السميكة بدل أن يبرد على تلامس مباشر مع سائل التبريد. أظهرت التجارب أن الصفيحة السميكة قد تحسن بشكل كبير من انتقال الحرارة بين مصدر الحرارة وسائل التبريد عن طريق توصيل تيار الحرارة بطريقة مثالية. الميزتان الأكثر لفتًا للانتباه لهذه الطريقة هما عدم الحاجة إلى استطاعة ضخ إضافية ولا إلى سطح انتقال حرارة إضافي، وهذا يختلف تمامًا عن ريش التبريد (زيادة سطح التبادل الحراري).
المبدأ
تعمل المصارف الحرارية عن طريق نقل الطاقة الحرارية («الحرارة») بشكل فعال من جسم مرتفع درجة الحرارة إلى جسم ثانٍ ذي درجة حرارة منخفضة بسعة حرارية أكبر بكثير. سرعان ما يوصل هذا الانتقال السريع للطاقة الحرارية الجسمَ الأول إلى حالة توازن حراري مع الجسم الثاني، خافضًا درجة حرارة الجسم الأول، ومتمًّا دور المصرف الحراري كجهاز تبريد. يعتمد العمل الفعال لمصرف حراري على الانتقال السريع للطاقة الحرارية من الجسم الأول إلى المصرف الحراري، ومن المصرف الحراري إلى الجسم الثاني.
أكثر تصميم مصرف حراري شيوعًا هو جهاز معدني ذو ريَش تبريد عديدة. ينتج عن الموصلية الحرارية المرتفعة للمعدن بالإضافة إلى مساحة سطحه الكبيرة انتقالٌ سريع للطاقة الحرارية إلى الهواء المحيط، الأبرد. يبرد هذا المصرف الحراري وأي شيء على تلامس حراري مباشر معه. يضمن استعمال الموائع (كوسائط التبريد في عملية التبريد) والمعجونة الحرارية (في تبريد الأجهزة الإلكترونية) انتقالًا جيدًا للطاقة الحرارية إلى المصرف الحراري. وبشكل مشابه، يمكن أن تحسن مروحةٌ انتقال الطاقة الحرارية من المصرف الحراري إلى الهواء.
