ما هو المبدد الحراري وكيف يتم تصنيعه؟
ما هي المصارف الحرارية؟
المشتتات الحرارية هي أجهزة تنقل الحرارة من مصدر حراري إلى وسط مائع محيط، مثل محرك سيارة أو وحدة معالجة مركزية (وحدة المعالجة المركزية) للحاسوب، إلى هواء أو سائل. وظيفتها منع ارتفاع درجة حرارة الجهاز وضمان عمله بكفاءة. فبدونها، يواجه التيار المتدفق عبر الجهاز مقاومة، مما يؤدي إلى توليد حرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته بسرعة. وقد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة باستمرار إلى تلف الجهاز، كما أن درجات الحرارة المرتفعة جدًا قد تُسبب تلفًا دائمًا. وعلى الرغم من صغر حجمها، تُعد المشتتات الحرارية مكونًا بالغ الأهمية، وتختلف طرق تصنيعها.
المبادئ الأساسية لعمل المشتت الحراري هي التوصيل الحراري والحمل الحراري والإشعاع.
التوصيل: يتم نقل الحرارة مباشرة من مصدر حرارة عالي الحرارة (مثل وحدة المعالجة المركزية) إلى قاعدة المشتت الحراري، والتي تكون على اتصال وثيق بها.
الحمل الحراري: تزيد زعانف مشتتات الحرارة من مساحة السطح الملامسة للهواء بشكل ملحوظ. يتدفق الهواء فوق هذه الزعانف، مما يُزيل الحرارة عبر الحمل الحراري الطبيعي أو حركة المروحة القسرية.
الإشعاع: تشع جميع الأجسام الحرارة في شكل موجات كهرومغناطيسية، وتعمل أحواض الحرارة أيضًا على تبديد بعض الحرارة بهذه الطريقة.
الأنواع والتطبيقات الرئيسية. مشتتات حرارة الأجهزة الإلكترونية:
توجد عادةً في وحدات المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) ووحدات معالجة الرسومات (وحدة معالجة الرسومات). عادةً ما تكون مصنوعة من الألومنيوم أو النحاس، وتتميز بزعانف وتعمل مع مراوح لتشكيل نظام تبريد فعال.
مشعات السيارات: هي المكونات الأساسية لنظام تبريد السيارة. يتدفق سائل تبريد المحرك عبر أنابيب صغيرة مخصصة لمشتتات الحرارة، مما يُبدد الحرارة في الهواء عبر المراوح وتدفق هواء السيارة.
مشعات المنزل: تدور المياه الساخنة من التدفئة المركزية أو الغلايات من خلالها، مما يؤدي إلى تسخين الهواء الداخلي من خلال الحمل الحراري والإشعاع.
كيف يتم تصنيع المشعات الحرارية؟
تختلف عملية تصنيع المشعات باختلاف نوعها، ومادتها، ومتطلبات أدائها. سنتناول أدناه أكثر الطرق شيوعًا لشرح عمليات التصنيع الرئيسية. يُعد البثق الطريقة الأكثر شيوعًا لإنتاج مشعات الألومنيوم، حيث يوفر عملية تصنيع بسيطة واقتصادية، خاصةً للمشعات ذات أشكال الزعانف المتجانسة.
الخطوات كالتالي: أولاً، يُصنع قالب فولاذي بناءً على شكل وعدد الزعانف. تُسخّن كتلة سبائك الألومنيوم حتى تصل إلى حالة انصهار جزئي تتراوح بين 480 و520 درجة مئوية تقريبًا، ثم تُدفع بقوة عبرها بواسطة مكبس هيدروليكي لتشكيل هيكل المبرد المُصمم للقالب. بعد ذلك، يُبرّد الهيكل على طاولة تبريد لتحديد شكله، ثم يُقوّم. يُقطع الهيكل بالطول المطلوب لتشكيل مجموعات زعانف فردية. تخضع قاعدة المبرد لعمليات تشغيل دقيقة مثل الطحن والتفريز، وتُطلى بأكسيد الألومنيوم أو تُرشّ بطلاء أسود. وأخيرًا، تُجمّع مجموعة الزعانف المُعالجة مع مكونات مثل أنابيب الحرارة والمراوح لتشكيل مُشتتات حرارية كاملة.