Kuumutusplaadi infrapunaskaneerimine näitab peaaegu{0}}ühtlast temperatuurivälja, välja arvatud üks eraldiseisev jahesinine triip, mis kulgeb otse sisemise jahutuskanali kohal. Kütteelemendid jäävad täielikult töökorras, kuid lokaalne termiline anomaalia püsib iga tsükli jooksul, jättes töödeldud osadele korduva defekti mustri.
Tõhuskülm koht jahutuskanali plaadi kohal veaotsingnõuab arusaamist, kuidas sisemine jahutusgeomeetria võib pinnasoojuse jaotuse üle domineerida ja luua lokaliseeritud termilise neelaja.
Algpõhjus: termiline lühis{0}}jahutuskanalis
Jahutuskanal on tahtlikult kujundatud jahutusradiaatorina. Kui see asetatakse tööpinnale liiga lähedale või ei ole kütteelementidest piisavalt isoleeritud, võib see tekitada otsese madala{1}}takistusega soojustee.
Külm koht on jahutusvedeliku varjatud jõe poolt heidetud termiline vari...
Selles seisundis liigub soojusvoog eelistatavalt külma vee vooluringi suunas, mitte ei levi ühtlaselt läbi plaadi korpuse. Selle tulemuseks on püsiv, lokaliseeritud külm piirkond, mis on joondatud otse kanali positsiooniga.
Peamised soodustavad tegurid on järgmised:
Liigne lähedus jahutuskanali ja tööpinna vahel
Kütteelemendid on paigutatud jahutuskanali tasapinna taha või sellest nihutatud
Jahutusvedeliku suur voolukiirus või liiga madal jahutusvedeliku sisselasketemperatuur
Ebapiisav külgmine termiline levimine plaadimaterjali sees
Termiline käitumine ja soojusvoo tasakaalustamatus
Õigesti kavandatud plaadil jaotatakse sisseehitatud küttekehade soojussisend ühtlaselt, enne kui see eemaldatakse kontrollitud jahutamisega. Kui geomeetria on tasakaalustamata, tekib "termiline lühis"{1}}.
sissekülm koht jahutuskanali plaadi kohal veaotsing, täheldatakse tavaliselt järgmist mehhanismi:
Soojus juhitakse sisse takistuslike kütteelementide kaudu
Jahutuskanal toimib lokaliseeritud kõrge{0}}juhtivusega valamuna
Soojusvoo jooned painduvad jahutuskanali piirkonna poole
Pinnatemperatuuri kanali kohal surutakse pidevalt alla
Selle tulemuseks on stabiilne, korratav külmariba, mis ei reageeri ühtlaselt globaalse temperatuuri sättepunkti muutustele.
Diagnostilise hindamise etapid
Termiline kaardistamine ja süsteemi kontroll näitavad tavaliselt:
Stabiilne külmriba, mis on joondatud jahutuskanali geomeetriaga
Külma piirkonna minimaalne reaktsioon suurenenud globaalsele küttekehale
Tugev korrelatsioon jahutusvedeliku temperatuuri ja külma koha tõsiduse vahel
Vähendatud termiline gradient kanali mõjutsoonist eemal
Lõplike elementide analüüsi (FEA) kasutatakse tavaliselt disaini valideerimisel, et simuleerida neid püsioleku{0}}soojuslikke interaktsioone. FEA mudelid suudavad tuvastada termilised "lühised" enne füüsilist valmistamist, tuues esile ebaõige vahemaa kütteseadmete, jahutuskanalite ja tööpinna vahel.
Parandusmeetmed ja leevendusstrateegiad
Tervendamisstrateegiaid rakendatakse keerukuse ja süsteemipiirangute järjekorras.
Jahutusvedeliku temperatuuri reguleerimine
Esimene leevendusviis hõlmab termilise gradiendi vähendamist plaadi ja jahutusvedeliku vahel:
Jahutusvedeliku temperatuuri võib tõsta
Soojuse eraldamise kiirus väheneb
Külma koha intensiivsus on osaliselt leevendatud
Seda lähenemisviisi piiravad tavaliselt protsessi nõuded ja see ei pruugi defekti täielikult kõrvaldada.
Termiline tasakaalustamine soojusallika reguleerimise kaudu
Kui jahutusvedeliku modifikatsioon ei ole piisav, tuleb küttekeha jaotus uuesti hinnata:
Kütteelemente saab ümber paigutada mõjutatud piirkondadele lähemale
Võib kasutusele võtta täiendavaid lokaalseid küttetsoone
Toitejaotust võidakse tasakaalustada, et kompenseerida kanali{0}}indutseeritud kadusid
Need kohandused parandavad pinna ühtlust ilma struktuurimuutusteta.
Konstruktsioonide moderniseerimine ja soojuse leviku parandamine
Püsivatel juhtudel on vajalik füüsiline ümberkujundamine või moderniseerimine:
Jahutuskanalid võib võimaluse korral sulgeda või ümber paigutada
Tasapinnalisuse taastamiseks võib{0}}pinda töödelda
Soojuse ümberjaotamiseks võib lisada kõrge{0}}juhtivusega kihte (vask- või grafiitlehed)
Pinnakatteid võib peale termilist korrigeerimist uuesti peale kanda
Need meetodid parandavad külgmist soojusjuhtivust ja vähendavad lokaalseid soojuse neeldumisefekte.
Disain-Taseme ennetamine termilise FEA abil
Parim tava näitab, et ennetustööga tuleb tegeleda esialgse kavandamise ajal. Termilist FEA-d kasutatakse modelleerimiseks:
Küttekeha paigutus jahutuskanali geomeetria suhtes
Soojusvoo jaotus kogu plaadi paksuse ulatuses
Pinnatemperatuuri ühtlus{0}}püsiolekus
Tundlikkus jahutusvedeliku temperatuurimuutuste suhtes
Kriitiline disaini parameeter:
Jahutuskanali ja kütteseadme tasapinna vaheline kaugus peab olema piisav, et vältida lokaalset termilist domineerimist
Vale vahekaugus põhjustab püsivaid termilisi gradiente, mida ei saa täielikult korrigeerida ainult töö häälestamisega.
Järeldus
Püsiv külm koht jahutuskanali kohal on klassikaline termilise disaini tasakaalustamatus plaadisüsteemides. Tõhuskülm koht jahutuskanali plaadi kohal veaotsingsaavutatakse tasakaalu taastamisega soojuse sisendi ja jahutuse väljatõmbe vahel kas jahutusvedeliku temperatuuri reguleerimise või sisemiste soojuskanalite struktuuri ümberkujundamise kaudu.
Plaan toimib hoolikalt tasakaalustatud lahinguväljana tule ja jää vahel ning külm koht tähistab piirkonda, kus jää võidab. Pikaajaline stabiilsus saavutatakse ainult siis, kui soojusallikad ja jahutusradiaatorid on geomeetriliselt ja termiliselt ühtlustatud tahtliku projekteerimise või kinnitatud tagantjärele paigaldamisega.
