Il colore della vernice conta su un dissipatore di calore?

Il calore lascia un dissipatore di calore per conduzione, convezione e radiazione. Mi è stato insegnato che le superfici nere sono le migliori per irradiare calore e di conseguenza molti dissipatori di calore sono neri. Ma hanno anche pinne per convezione. E i grandi dissipatori di calore hanno molte alette di grandi dimensioni. La convezione sembra quindi importante.

Quindi cosa succede se per motivi estetici devo dipingere un dissipatore di calore bianco brillante? Il bianco ovviamente è il colore migliore per riflettere la radiazione termica. Ciò rispecchierebbe il calore all'interno come un tacchino avvolto in una pellicola? Qualcuno può indovinare una perdita di efficienza o un necessario aumento compensativo del rating?

I radiatori domestici PS sono bianchi.

PPS Cosa implica la "finitura del materiale" nella terminologia del dissipatore di calore? non risponde del tutto.

Non verniciare i dissipatori di calore. Lo strato di vernice fungerà da isolante tra il metallo e l'aria, riducendo la sua capacità di dissipare il calore.

L'anodizzazione di un dissipatore di calore è meno problematica. Lo strato di anodizzazione è molto più sottile della vernice (alcuni micrometri in alluminio, ad esempio), quindi presenta una resistenza termica molto inferiore rispetto alla vernice.

Il colore della vernice non avrà un effetto significativo sul raffreddamento a meno che colori diversi della vernice non siano più sottili o più spessi di altri o se il dissipatore di calore sia esposto alla luce solare diretta.

Sì, il nero ha la massima emissività (assorbe anche la radiazione, la reciprocità o la legge di Kirchoff sulla radiazione termica). Si noti che deve essere "nero" alle lunghezze d'onda pertinenti, che non corrispondono necessariamente all'essere nero nello spettro visibile.

Ciò significa che il trasferimento di calore radiativo sarà massimizzato se l'emissività si avvicina a 1 (corpo nero). Se il tuo dissipatore di calore "vede" per lo più cose più fredde, avrà un raffreddamento migliore e se vedrà cose più calde non si raffredderà.

Tuttavia, il trasferimento di calore radiativo non è in genere così significativo rispetto al trasferimento di calore condotto e (di solito più importante per i dissipatori di calore a semiconduttore in ambienti normali) trasferimento di calore per convezione. Quindi di solito il colore non è poi così importante rispetto al design della fluidodinamica di come l'aria fluisce sulle alette e di come il calore viene condotto alle alette. Le pinne per lo più "vedono" altre pinne, quindi le radiazioni hanno ancora meno effetto.

Esistono eccezioni per quelli di noi che progettano l'elettronica che deve sopravvivere nel vuoto e / o nello spazio o altitudini molto elevate e se l'oggetto che viene affondato (o ciò che vede) è molto caldo, le radiazioni possono diventare più importanti (4a potenza di temperatura).

Una situazione di esempio in cui un dissipatore di calore lucido (a bassa emissività) potrebbe essere superiore sarebbe un dissipatore di calore del regolatore di tensione in vista diretta di un riscaldatore, una lampada a incandescenza o un tubo a vuoto.

Qualsiasi colore di colorante che ti piace può essere applicato durante l'anodizzazione, o nessuno, che viene chiamato anodizzazione "trasparente". Normalmente l'alluminio ossidato ( non è un rivestimento) è uno strato isolante abbastanza sottile, ma in alcuni casi può essere realizzato con uno spessore di qualche millimetro.

Modifica: Facciamo un calcolo sul retro dell'inviluppo per vedere quanto sia significativa la radiazione. Presumo un modello 530002B02500G dissipatore di calore di Aavid Thermalloy. Ha un indice di convezione naturale di 2,6 gradi C per watt, che credo sia valutato con un aumento di 70 gradi C rispetto all'ambiente.

Pertanto, se la temperatura ambiente è di 25 gradi C e il dissipatore di calore è a 95 gradi C, la potenza totale dissipata sarà di 27 W.

Quanto di ciò è dovuto alle radiazioni? Possiamo trattare il dissipatore di calore (solo a scopo di accoppiamento radiativo *) come un blocco di dimensioni 64 mm x 25 mm x 42 mm (ignorando la tacca) che rappresenta una superficie di 0,011 metri quadrati.

La perdita di calore dovuta alle radiazioni (ipotizzando un'emissività di 1) è

$q = \sigma A (T_H^4 - T_C^4)$$\sigma$ è la costante di Stefan-Boltzmann ~ 5.7E-8 (e le temperature sono in Kelvin)

Sostituendo i valori otteniamo un flusso di calore di 6,4 W dovuto alle radiazioni a 95 ° C di temperatura del dissipatore di calore e 25 ° C di ambiente, quindi meno del 25% è dovuto alle radiazioni in condizioni ottimali per massimizzare la perdita di radiazioni. Più probabilmente abbiamo un po 'di convezione forzata in corso e la perdita di calore da radiazioni è di nuovo inferiore. Un dissipatore di calore più vicino a un cubo avrebbe anche una minore perdita di calore dovuta alle radiazioni. Non abbastanza basso da essere ignorato, ma non dominante.

• Per quanto riguarda le radiazioni, le convoluzioni del dissipatore di calore "vedono" altre superfici del dissipatore di calore per lo più in modo che un blocco delle dimensioni esterne sia corretto per le radiazioni (ad una prima approssimazione). Hanno effettivamente un effetto nel rendere l'emissività effettiva più vicina alla 1.0 della superficie stessa poiché parte della luce che non viene assorbita rimbalzerà su altre superfici e otterrà un'altra possibilità di essere assorbita (e lo stesso al contrario, ovviamente per la radiazione di calore, ma è più facile immaginare l'assorbimento della luce perché possiamo vedere la luce visibile e non possiamo vedere le lunghezze d'onda IR che il dissipatore di calore sta emettendo a temperature ragionevoli - se il dissipatore di calore è rosso, giallo o blu-bianco probabilmente hai altri i problemi).

Vendevo rivestimenti ad alte prestazioni, compresi i rivestimenti per la gestione termica, e questa non è affatto una domanda semplice. Ad esempio, un fornitore ha realizzato due rivestimenti che erano entrambi neri opachi con uno spessore consigliato del film secco inferiore a due e uno è stato progettato per essere un isolante e l'altro è stato progettato per essere un rivestimento dissipativo termico. I casi d'uso raccomandati sono stati rispettivamente le testate di scarico e le pinze dei freni.

Avevo rivestito i dissipatori di calore e ho fatto alcuni esperimenti e ho scoperto a differenziali a bassa temperatura che il dissipatore di calore nudo funzionava meglio seguito da quello isolato e il rivestimento radiante era il peggiore. A differenziali ad alta temperatura il rivestimento emissivo ha dimostrato che vale la pena sovraperformare il metallo nudo e il rivestimento isolante è diventato anche più efficace nel rallentare il trasferimento di calore.

Ho anche giocato con altri rivestimenti come le vernici convenzionali che erano tutti isolanti fino a quando non si sono incendiati e un rivestimento isolante spesso che è stato il miglior isolante fino a quando non si è sciolto.

Conclusione: dipende dalla temperatura, dal trasferimento di calore necessario e da altri fattori Quale rivestimento è il migliore per le vostre esigenze, ma l'uso di una vernice standard non aiuterà mai un dissipatore di calore.

Le superfici metalliche lucide sono estremamente brave a riflettere, estremamente scarse a emettere radiazioni. Nulla (quasi qualsiasi cosa) con cui le dipingi migliorerà la radiazione di calore.

Le superfici verniciate di nero assorbiranno meglio la luce solare, poiché la maggior parte dell'energia alla luce solare è o intorno allo spettro visibile. Ma a meno che il tuo dissipatore di calore non sia così caldo da brillare, non emetterà molte radiazioni nello spettro visibile, quindi il suo colore per l'occhio è completamente irrilevante.

I dissipatori di calore a ventilazione passiva che non sono racchiusi in un contenitore riflettente emettono una quantità significativa di radiazioni. Mi dispiace, non ho i numeri a portata di mano, ma è inferiore al 50%. Per le alette parallele dello stesso colore, la radiazione è bilanciata dall'assorbimento, quindi il colore interno delle alette non ha molta importanza, ma per le superfici esposte è importante.

Per questo motivo, vedrai che i dissipatori di calore ad aria forzata all'interno del tuo computer spesso non hanno pin anodizzati neri.

I dissipatori di calore in alluminio a vista devono essere verniciati / anodizzati comunque, per prevenire la corrosione, altrimenti dovrai includere istruzioni come "da non usare con 1000 iarde della riva del mare"

La proprietà che probabilmente stai cercando è l'emissività.

Esistono 3 processi principali attraverso i quali viene trasferito il calore:

• Conduzione (movimento di calore all'interno del materiale)
• Convezione (movimento del calore attraverso il movimento del materiale riscaldato)
• Radiazione

L'efficacia di ciascuno di questi processi dipende dai materiali in questione e dalla temperatura dell'ambiente. Il flusso di calore totale è la somma del flusso di calore proveniente da ciascuno dei processi al limite aria / dissipatore di calore.

Il componente del flusso di calore radiativo è proporzionale all'emissività della superficie, alla temperatura alla quarta e alla superficie effettiva.

Dai un'occhiata a questo utile elenco di emissività a temperatura ambiente .

Le emissività più elevate si trovano in Ghiaccio, Acqua, Vetro, Calcare e Vernice (incluso il bianco); nota che tutti quelli non sono neri. In effetti, a parte i metalli levigati, sembra che tutti i materiali abbiano un'emissività quasi ideale.

Inoltre, come notato nella maggior parte delle altre risposte, uno strato di vernice fungerà da ottimo isolante (per conduzione all'interno del dissipatore di calore).

Non verniciare il dissipatore di calore poiché diventerà meno efficiente irradiare il calore poiché avrai uno strato aggiuntivo che copre il dissipatore di calore. Il dissipatore di calore nero fa meglio a irradiare il calore, ma ha un piccolo vantaggio percentuale.

Se usi la ventola per soffiare il tuo dissipatore di calore, il colore non ha molta importanza.

"Mi hanno insegnato che le superfici nere sono le migliori per irradiare calore"

Questo non è corretto Un oggetto nero assorbe uno spettro di radiazioni più ampio rispetto a un corpo colorato, ma il colore in sé e per sé non ha alcun effetto sull'efficienza di un radiatore. Molti dissipatori di calore sono neri perché l'anodizzazione nera è un processo a basso costo che previene l'ossidazione e la corrosione. A proposito, è anche un isolante, quindi se è importante che un transistor sia in contatto elettrico con il suo dissipatore di calore, non si può contare sul solo contatto fisico.

Dipende dalla conduttività termica e dalla radiazione della vernice ...

Se hai una vernice che si irradia bene, puoi mescolare alcuni grani in essa per aumentare la superficie ... Qualche grande segatura di metallo dell'alluminio farebbe il lavoro ...

Una superficie nera assorbe ed emette meglio di una superficie bianca equivalente. La scelta del colore migliore dipende dall'ambiente circostante il dissipatore di calore. Se in un ambiente buio e freddo, utilizzare un dissipatore di calore nero. Se ci si aspetta che il dispositivo incontri un ambiente luminoso o calore radiante, utilizzare un dissipatore di calore bianco.