Основні поняття і закони перенесення енергії і речовин

Явище теплообміну зв’язано з незворотнім перенесенням енергії із однієї частини простору до іншої і зумовлено різницею температур між частинами простору.

Явище масообміну зв’язано з переміщенням речовини і зумовлено в основному різницею концентрації речовини в різних частинах простору.

Ці процеси (явища) можуть бути супутніми одне другому, то має місце – тепломасообмін.

В інших випадках їх можна розглядати окремо, то процеси називаються відповідно:

- теплообмін;

- масообмін.

В природі мають місце три види переносу теплової енергії:

а) теплопровідність (кондукція) – процес обміну тепловою енергією між тілами або частинами тіл, що знаходяться в контакті за рахунок взаємодії молекул або їх атомів;

б) конвекція – перенесення енергії мікрочастинками газу або рідини;

в) теплове випромінення – перенесення енергії, зумовлене перетворенням внутрішньої енергії речовини в електромагнітне випромінення, перенесення електромагнітних хвиль в іншу частину простору, поглинання речовиною хвиль в цій частині простору.

Для відображення процесу цих видів теплообміну можна використати наступний вираз:

Ф = α·S·Δθ (1.1)

де, Ф – тепловий потік, Вт;

α – коефіцієнт теплової віддачі, Вт/(м²·К);

S – площа поверхні теплового обміну, м²;

Δθ – різниця температур між двома ізотермічними поверхнями в тілі (речовині), або між тілами (речовинами), К.

Використання перерахованих видів теплообміну дозволяє реалізовувати різні способи і відповідно системи охолодження мікроелектронної апаратури. Всі вони характеризуються відповідними значеннями коефіцієнтів теплової віддачі, таблиця 1.1.

Таблиця 1.1.

Система охолодження	Коефіцієнт тепловіддачі α, Вт/(м^2·ºС)
Природна (естественная) повітряна, випроміненням	2 – 10
Примусова повітряна	10 – 150
Природна (естественная) рідинна	200 – 600
Примусова рідинна	300 – 3000
Випаровуванням	500 – 12000

Якщо зв’язати відповідну питому потужність теплового розсіювання, тобто потік Ф, яке має місце в реальних електронних пристроях, що наводилось раніше, з коефіцієнтами теплової віддачі α таблиці 1.1, то із формули (1.1) слідує, що різні системи охолодження дозволяють забезпечити ту чи іншу різницю температури Δθ між поверхнями елементів і конструкцій ЕОМ і середовищем систем охолодження.

Приклад 1) S = 1 см²; Ф = 6 Вт; α = 10 Вт/(м²·ºС).

Δθ –?

Із формули (1.1)

Приклад 2) S = 1 см²; Ф = 6 Вт; α = 3000 Вт/(м²·ºС).

Δθ –?

Дата добавления: 2014-01-07