Мідний або алюмінієвий радіатор?

Який буде краще радіатор купити, мідь чи алюміній? Що робить мідь, що алюміній не робить? Я знаю, що вона дорожча і важча, тож у чому перевага міді?

EDIT: докладніше про програму. Мені потрібен радіатор для модуля TEG peltier, прохолодна сторона. Джерелом живлення є просто тепло вашої руки, що надходить з гарячої сторони. Щоб запобігти нейтралізації обох боків пельтера, я використовую радіатори для охолодження іншої сторони. Тому мені потрібен найпотужніший доступний радіатор, щоб пельтер довше виробляв напругу.

Ви маєте багато корисної інформації від вищевказаних користувачів! Будь ласка, вважайте мою відповідь важливим і важливим доповненням до порад, які ви вже маєте:

Матеріал теплового інтерфейсу (TIM) може мати значення як багато, так і навіть більше, ніж матеріал, який ви вибрали для свого радіатора! Я говорю це з досвіду і особисто тестую десятки типів і різновидів інтерфейсного матеріалу. Ваш бюджет, способи кріплення та інші параметри дизайну, ймовірно, звузять ваш вибір конкретного типу TIM. Наприклад: паста вимагає механічного закріплення радіатора, а клею немає. Деякі матеріали є безладними і складними у використанні, але добре виконуються, а деякі речі там майже нічого не варті, і можуть бути, а може бути і непростими у використанні.

Я б сказав з великою впевненістю, що TIM, який ви використовуєте, може мати значення набагато більше, ніж якщо ви використовуєте мідь або алюміній. Не в кожному випадку, але відмінності у виконанні можуть бути дивовижними.

Шукаючи популярні та добре переглянуті матеріали для процесора / теплових випромінювань, можна дати вам кілька хороших варіантів на вибір.

Удачі!

Мідь має кращу теплопровідність.

Алюміній - $\mathrm{ 200 \frac {W} {m\cdot K} }$
Мідь -$\mathrm{ 400 \frac {W} {m\cdot K} }$
(звідси, такожтут)

Але теплопровідність всередині твердого матеріалу - лише частина історії. Решта історії залежить від того, куди хочеться скинути тепло.

Рідкий теплоносій

Мідний радіатор (можна також назвати його блоком передачі тепла) буде працювати краще, ніж алюмінієвий.

Повітря з примусовою конвекцією

Іншими словами, на радіатор дує вентилятор. Мідний радіатор буде працювати краще, ніж алюмінієвий.

Повітря з природною конвекцією

Я врятував найкраще для останнього. Також схоже, що справа в ОП.

З природним конвекційним повітрям мідний радіатор працює лише незначно ¹ кращому випадку на кращий (в ° С / Вт), ніж алюмінієвий. Це пояснюється тим, що вузьке місце не перебуває з металом. Коли у вас повітря з природною конвекцією, вузьке місце знаходиться в переході між металом і повітрям, і це те саме для Al і Cu.

¹ _{Можу додати, що граничний приріст часто не коштує витрат на Ку.}

Ця крива демонструє нелінійну залежність між теплопередачею та теплопровідністю матеріалу. Крива родова. Він застосовується до будь-яких застосувань, що мають як провідні, так і конвекційні компоненти до загальної тепловіддачі. [Випромінювання, як правило, мало і в цьому розрахунку ігнорується.] Форма кривої однакова, незалежно від застосування. Кількісні значення на осях не показані, оскільки вони залежать від потужності, розміру деталі та конвективних умов охолодження. Вони встановлюються для будь-якої програми та набору умов. З форми кривої очевидно, що тепловіддача залежить від теплопровідності матеріалу, але в кривій також є точка, коліно, де підвищення теплопровідності призводить до незначного покращення теплопередачі .
(джерело , наголос шахти НС)

$\mathrm{20 \frac {W} {m\cdot K} }$

E2 - пластик ( джерело )

Це складне питання з багатьма факторами. Давайте розглянемо деякі фізичні властивості:

• $\mathrm{W \over m\cdot K}$
  • мідь: 400
  • алюміній: 235
• $\mathrm{J \over cm^3 \cdot K }$
  • мідь: 3,45
  • алюміній: 2,42
• $\mathrm{g \over cm^3}$)
  • мідь: 8,96
  • алюміній: 2,7
• анодний індекс ($\mathrm V$)
  • мідь: -0,35
  • алюміній: -0,95

Що означають ці властивості? Для всіх порівнянь, які випливають, розглянемо два матеріали однакової геометрії.

Більша теплопровідність міді означає, що температура в радіаторі буде більш рівномірною. Це може бути вигідним, оскільки кінцівки радіатора будуть теплішими (і тим самим ефективніше випромінювати), а гаряче місце, приєднане до теплового навантаження, буде прохолодніше.

Більш об'ємна теплоємність міді означає, що для підвищення температури радіатора знадобиться більша кількість енергії. Це означає, що мідь здатна ефективніше «згладжувати» теплове навантаження. Це може означати, що короткі періоди теплового навантаження призводять до зниження пікової температури.

Очевидно, що більш висока щільність міді робить її важчою.

Різний анодний показник матеріалів може зробити один матеріал більш сприятливим, якщо гальванічна корозія викликає занепокоєння. Що вигідніше буде залежати від того, які інші метали стикаються з теплонагрівачем.

Виходячи з цих фізичних властивостей, мідь, здавалося б, має найкращі теплові показники у кожному випадку. Але як це перетворюється на реальну ефективність? Ми повинні враховувати не тільки радіаторний матеріал, але і те, як цей матеріал взаємодіє з навколишнім середовищем. Інтерфейс між радіатором і його оточенням (повітря, як правило) дуже важливий. Крім того, важлива і особлива геометрія радіатора. Ми повинні врахувати всі ці речі.

Дослідження Майкла Хаскелла, що порівнює вплив різних матеріалів для тепловідведення на продуктивність охолодження виконало деякі емпіричні та обчислювальні випробування на радіаторах алюмінієвої, мідної та графітової піни однакової геометрії. Я можу грубо спростити висновки: (і я проігнорую радіатор з графітової піни)

Що стосується випробуваної геометрії, алюміній і мідь мали дуже схожі показники, а мідь була трохи кращою. Щоб дати вам уявлення, при потоці повітря 1,5 м / с тепловий опір міді від нагрівача до повітря становило 1,637 К / Вт, а алюмінію - 1,667. Ці цифри настільки близькі, що важко було б виправдати додаткові витрати і вагу міді.

Оскільки радіатор стає великим порівняно з річчю, що охолоджується, мідь набирає перевагу перед алюмінієм завдяки своїй більшій теплопровідності. Це тому, що мідь здатна підтримувати більш рівномірний розподіл тепла, виводячи тепло до кінцівок більш ефективно та ефективніше використовуючи всю випромінюючу область. У цьому ж дослідженні було проведено обчислювальне дослідження для великого процесорного кулера та підраховано термічні опори 0,57 К / Вт для міді та 0,69 К / Вт для алюмінію.

Теплопровідність міді майже на 60% вище, ніж у алюмінію. Це означає, що мідний радіатор буде досить ефективнішим у відведенні тепла, ніж алюмінієвий.

Що ви обираєте - це питання компромісу: радіатори з алюмінієм дешевші та легші, і тому це перший вибір для дизайну загального призначення. Хоча, де потрібно відводити велику кількість тепла за мало місця, мідь може бути кращою.

Однак неможливо здійснити абсолютне порівняння між цими двома матеріалами, не знаючи конкретного застосування та інших обмежень конкретної конструкції, до якої повинен бути адаптований тепловідвід.

Майте на увазі й інші фактори (в тому числі навколишнє середовище, де радіатор повинен «жити»).

Мідь здатна вести тепло краще, ніж алюміній, але слід враховувати теплову зв'язок між джерелом тепла та радіатором, а також між теплонагрівачем та "зовнішнім світом".

Наприклад, чи радіатор поєднується з вільним повітрям через невеликі плавники? Або пов'язане з якимось рідким теплоносієм, що тече в трубці? Конвекція бере участь у процесі відведення тепла, або теплове випромінювання є основним механізмом (розгляньте космічні зонди, як крайній випадок). Чи може навколишнє середовище спричинити корозію (підводні пристрої; пристрої всередині хімічного реактора)? Деякі сплави стійкіші до певного типу корозії, ніж інші.

Мідь має приблизно від 50% і вдвічі перевищує теплопровідність алюмінію в залежності від сплаву, тому для заданої продуктивності мідний радіатор може бути «наполовину» розміром алюмінієвого.

Однак мідь набагато дорожча, ніж алюміній, і дещо складніше виготовити, тому виготовити її дорожче. У деяких випадках варто заплатити невеликий розмір.