Kopar hitakökur: Varmaleiðni, tæringarþol og hönnun

Af hverju kopar er valinn fyrir hitakössur

Koparhitavaskar eru valdir af einni ríkjandi ástæðu: enginn algengur verkfræðilegur málmur flytur hita á skilvirkari hátt á hverja þversniðseiningu. Hreint kopar eins og C11000 hefur hitaleiðni sem er um það bil 385 til 400 W/(mK) við stofuhita, á móti um það bil 200 W/(mK) fyrir dæmigerða pressuðu álblöndu eins og 6063 og um 100 W/(mK) fyrir algengar steyptar álblöndur.{10} Þetta bil sem er tvisvar til fjórum sinnum þýðir beint í minni, léttari eða kaldari hitauppstreymi fyrir sama hitaálag, þess vegna er kopar valið efni þar sem hitauppstreymi er þröngt.

Kopar hefur einnig annan, minna augljósan ávinning: lágt hitauppstreymisviðnám. Þar sem hitagjafi er lítill miðað við flatarmál plötunnar er flöskuhálsinn ekki uggayfirborðið heldur geta grunnsins til að dreifa hita til hliðar. Mikil leiðni dregur úr hitamun yfir grunninn, þannig að meira af uggasvæðinu tekur í raun þátt í kælingu.

Varma og eðlisfræðilegir eiginleikar

Samanburðurinn sýnir einnig skiptinguna-: kopar er um það bil 3,3 sinnum þéttari en ál, þannig að koparhitaskápur með sömu rúmfræði er þyngri og dýrari á hverja flatarmálseiningu. Hönnunaræfingar bregðast við með því að nota kopar sparlega og skynsamlega, til dæmis sem koparbotn eða koparsnegl undir heitum reit með áluggum tengdum ofan á, þannig að háleiðni er beitt nákvæmlega þar sem hitaflæðið er hæst.

Tæringarþol og umhverfishegðun

Kopar myndar stöðugt, viðloðandi oxíðlag sem hægir á frekari árás í venjulegu andrúmslofti innandyra, og það þolir ferskvatn, sjó og marga hlutlausa og mildilega basíska miðla mun betur en kolefnisstál. Þetta gerir koparhitadæla og kælirör úr kopar-blendi sem henta fyrir rafeindatækni í sjó, úthafsskápum, loftræstiþéttum og neysluvatnskerfi, þar sem hluti úr stáli eða ómeðhöndluðum áli myndi tærast hratt.

Viðnám er ekki ótakmarkað. Kopar verður fyrir árásum af oxandi sýrum, ammoníaki og ammóníumsamböndum og af súlfíð-umhverfi, og hann er viðkvæmur fyrir galvanískri tæringu þegar hann er tengdur við minna göfuga málm í nærveru raflausnar. Tvær hönnunarreglur fylgja: forðastu beina ál-í-koparsamskeyti í blautum eða salt--hlaðinni þjónustu nema samskeytin séu einangruð eða húðuð, og tilgreinið hlífðar yfirborðsmeðferð eins og nikkel-, tin- eða silfurhúðun þar sem hluturinn verður fyrir árásargirni.

Framleiðsluleiðir og form

Útpressuð snið í C11000 eða C10200 fyrir beinar uggar og einfalda þversnið, með skurði notuð til að hækka uggaþéttleika þar sem útpressun getur ekki náð tilskildum uggahalla.

Tengdar og lóðaðar samsetningar, þar sem koparuggar eru tengdir við koparbotn eða rör með lóðun eða endurflæðislóðun til að halda hitaleiðinni ótruflaður.

Koparrörspólur í C12200, C44300, C68700 og C70600 fyrir fljótandi kæliplötur, eimsvala og varmaskipta, með málmblöndunni valin í samræmi við árásargirni kælimiðilsins.

Kalddregin og valsuð ræma og blað sem hægt er að gata, brjóta saman eða smíða í hitadreifara, gufuhólfsskeljar og hlífðarhluta.

Vélknúnir og skrúfaðir kubbar fyrir-afleiningar þar sem þarf flatt, lappað viðmót og þykkan grunn til að takast á við einbeitt hitaflæði.

Kopar er einnig auðvelt að sameina með lóðun og lóðun, leiðir straum auk þess sem hann leiðir varma og hægt er að húða hann án sérstaks undirbúnings, sem allt einfaldar samþættingu varma- og rafmagnsaðgerða í sama hluta.

Dæmigert forrit

Örgjörvi, skjákort og minniskæling í tölvum og netþjónum, þar sem koparbotnar, hitapípur og gufuhólf flytja varma frá litlum deyja yfir á stærra uggasvæði.

Rafeindatækni, þar á meðal invertarar, breytir, mótordrif og togeiningar í rafknúnum ökutækjum, þar sem einangruð undirlag er tengt við kopargrunnplötu.

LED lýsing og leysieiningar, þar sem hár flæðiþéttleiki og langur endingartími krefjast lágs hitastigs á mótum.

Fjarskiptaskápar, talstöðvar í grunnstöðvum og ratsjáreiningar sem verða að haldast innan hitamarka við utandyra.

Varmaskiptar, þéttar og uppgufunartæki í kæli-, loftræsti- og orkuverum, sem nota kopar- eða kopar-blendirör fyrir samsetningu leiðni og tæringarþols.

Gátlisti fyrir val og hönnun

Algengar spurningar

Sp.: Er kopar betri en ál fyrir hitakökur?
Kopar leiðir varma um það bil tvisvar sinnum eins vel og pressað ál og um það bil fjórfalt eins og steypt ál, en það er um það bil 3,3 sinnum þéttara og dýrara, þannig að valið fer eftir hitaflæðinu og þyngdarkostnaði.

Sp.: Hver er hitaleiðni koparhitavasks?
Hrein koparflokkur eins og C11000 nær um 385 til 400 W/(mK) við stofuhita, tölu sem málun eða tengt viðmót getur dregið úr í notkun.

Sp.: Eyðir kopar í kælikerfum?
Kopar þolir ferskvatn og sjó vel og myndar verndandi oxíð, en hann verður fyrir árásum af ammoníaki, oxandi sýrum og súlfíðumhverfi og verður að vera einangrað frá áli í blautri þjónustu.

Sp.: Er hægt að nota kopar og ál í sama hitavaskinum?
Já, og samsetningin er algeng, en samskeytin verða að vera húðuð, einangruð eða geymd þurr, annars mun galvanísk tæring ráðast á álið á snertistaðnum.

Sp.: Hvaða kopartegundir eru notaðar fyrir hitakökur og kælirör?
C11000 og C10200 fyrir plötur og uggastofn, og C12200 eða kopar-nikkelflokkar eins og C70600 fyrir rör sem meðhöndla vatn, þéttivatn eða sjó.

Sp.: Hvernig er koparhitavaskur framleiddur?
Venjulegar leiðir eru útpressun og skrúfing fyrir sniðin snið, lóðun eða endurflæðislóðun fyrir tengdar samsetningar, og kalddráttur eða veltingur fyrir ræmur, rör og hitadreifaríhluti.