وتشكل مصارف الحرارة عناصر أساسية تستخدم لتبريد الحرارة من الأجهزة الإلكترونية، ويضمن التصميم السليم نقل الحرارة بكفاءة، ويمنع الإفراط في التسخين ويحافظ على أداء الأجهزة، وهذه المادة تغطي المبادئ الأساسية للسلوك وكيفية تطبيقها على تصميم مصارف الحرارة، إلى جانب أساليب حساب أدائها.

مبادئ سلوك اللحوم

إنّ حركات الحرارة هي نقل الطاقة الحرارية من خلال مادة بدون المواد نفسها تتحرك، يحدث عندما تنقل الجزيئات في منطقة أكثر حرارة الطاقة إلى الجزيئات المجاورة في المناطق الأكثر برودة، ويتوقف معدل نقل الحرارة على السلوك الحراري للمواد، وفرق الحرارة، وسمك المواد.

(أ) قانون (فورييه) يصف السلوك: Q = -KA(dT/dx) ، حيث هو معدل نقل الحرارة، (ك) هو السلوك الحراري،

اعتبارات التصميم الخاصة بسندات الحرارة

ويشمل التصميم الفعال للمصارف الحرارية اختيار مواد ذات قدرة عالية على السير الحراري، مثل الألمنيوم أو النحاس، وتؤثر الهندسة، بما في ذلك الصخور والمناطق السطحية، على تذبذب الحرارة، وتزيد المساحة السطحية من نقل الحرارة إلى الهواء المحيط.

كما أن التنسيب والتدفق الجوي أمران بالغا الأهمية، فالتوجه السليم والتدفق الجوي الكافي يؤديان إلى تحسين النقل الحراري الميسر، مما يكمل السلوك داخل مغسلة الحرارة.

أساليب حساب الأداء

وينطوي حساب أداء مغسلة الحرارة على تقدير المقاومة الحرارية، مما يدل على مدى حسن سير المغسلة بعيدا عن المصدر، وتجمع المقاومة الحرارية الكلية بين المقاومة التصريفية ومقاومة الاحتواء.

وتُقدم المقاومة الحرارية عموماً من خلال ما يلي:

R]total = R]conduction + R]convection]]]

أين:

  • R]conduction = (الركاز)/(k × المساحة)
  • R]convection = 1/ (h × المساحة السطحية]

وهنا، h] هو معامل نقل حراري متوافق، وبحساب هذه المقاومة، يمكن للمصممين أن يُحدّدوا إلى أقصى حد أبعاد مغسلة الحرارة لتحقيق حدود الحرارة المنشودة.