用於各通道中的冷熱流體流通換熱製冷,為了高效散熱製冷,這意味著冷凝散熱器必須擁有足夠的散熱面積,以及更好的散熱材料。
“傳統散熱結構肯定不行,不過,我可以藉助電腦cpU的風冷散熱器為原型,利用多層板翅和散熱管道的結構,如此一來,散熱結構在不增加尺寸的情況下,其散熱面積可以提升幾十倍。”
餘華腦海細細思索,忽然,靈光乍現,腦海浮現後世電腦風冷散熱器的模樣,以此為靈感源泉作為冷凝蒸發器的設計思路。
散熱器!
經典的玄冰四百散熱器!
“從導熱係數講,銀的導熱係數最高,不過,根據地用不起銀質散熱結構,只能在銅和鋁之間選擇,銅的好處在於導熱係數高,缺點為比熱容低,必須採用大風量風扇或者液態降溫,鋁的情況則完全相反。”有了設計靈感,餘華想好散熱結構之後,立即思考散熱片材料的問題。
銀、銅、鋁,導熱領域的三兄弟,老大銀,老二銅,老三鋁,三種材料各有各的好。
銅的導熱係數高達400w\/m·K,比熱容為386KJ\/kg·K。
鋁的導熱係數為237w\/m·K,比熱容為900KJ\/kg·K。
從導熱係數上說,銅幾乎是鋁的一倍。
從比熱容上說,鋁幾乎是銅的三倍。
從成本角度講,拋開兩種金屬受到嚴格管制無法大量購買不談,單論理論價格,銅比鋁貴四倍。
至於導熱材料的扛把子銀,Emmm……
銀的材料效能極佳,導熱係數最高,比熱容比鋁還高,這是一種理論上完美的散熱片材料。
可惜……
用不起。
“還是用鋁吧,銅雖然好,但這種稀缺金屬資源只能用在刀刃上,不過流通管道必須用紫銅。”餘華一番權衡考量,最終選擇了老三鋁。
結構和材料初步敲定,餘華沒有耽擱,以最快速度取出一張專用圖紙,畫出冷凝蒸發器的詳細結構。
圖紙之上,整個冷凝蒸發器看起來極為眼熟,由多層板翅作為散熱結構,每一層鋁製板翅表面積約為1.5平方米,總數量為三百片左右,總散熱面積達到450平方米。
對電腦dIY愛好者而言,這就是一個超大號風冷散熱器。
只不過,這個超大號風冷散熱器的使用物件並不是cpU,而是氧氣。
圖紙上的初始設計結構呈現而出,餘華啟用思維計算機,根據各種引數構建冷凝蒸發器的數學模型,展開模擬計算測試。
數秒後,整個模擬計算測試結束,測試資料顯示——冷凝蒸發器達到設計指標。
“如果中間再加上兩組紫銅熱管通道,散熱效率應該還會再增加。”餘華摸了摸下巴,對於原始版本的冷凝蒸發器不是特別滿意,認為還有改進的地方,隨即在蒸發器中部新增了兩組紫銅熱管通道。
《控衛在此》
這個改進在提升散熱效率的同時,沒有增加製造難度,勉強算一個小創新。
很快,餘華完善改進型冷凝蒸發器,馬不停蹄進行第二次模擬計算測試。
第二次模擬計算測試資料顯示,改進型冷凝散熱器散熱效率相較原始版本,提升幅度為13.92%,每小時能處理50立方米液氧和200立方米液氮。
“好,就用這個設計,整個換熱製冷系統只需要四個冷凝蒸發器基本單元,兩個一組,一組作為低溫級冷凝系統,一組作為高溫級蒸發。”
得到測試資料,精力即將消耗殆盡的餘華,擦了擦額頭上的汗水,滿意地點了點頭,確定採用改進版本的冷凝蒸發器,正式成為空分裝置換熱製冷系統的基本單元。