Il materiale termico di interfaccia (TIM, Thermal Interface Material) è una parte essenziale di qualsiasi soluzione di gestione termica. Dato che fisicamente è una parte piccola nella maggior parte delle applicazioni, è un componente fin troppo facile da trascurare. Tuttavia il materiale termico di interfaccia determina il buono o cattivo funzionamento di un dispositivo e del prodotto associato.
Introduzione al calo della pressione nei liquidi e alla modalità di selezione di una pompa
I progressi tecnologici continuano a guidare la complessità e la funzionalità dei nuovi prodotti. Con l'aumento della complessità di questi prodotti, al fine di soddisfare le crescenti esigenze di funzionalità dei clienti, gli OEM stanno aggiungendo più componenti che implicano un costo aggiuntivo in termini di materiali, produzione, complessità logistica e assemblaggio.
Boyd progetta sistemi termici per le massime prestazioni ad una portata specifica. Un minore flusso causerà prestazioni limitate del sistema. La portata dipende dal calo della pressione del sistema e dalla pressione di prevalenza della pompa. Questa nota applicativa esamina come determinare il calo di pressione e come selezionare la pompa adatta per il proprio impianto. Fornisce inoltre dei consigli su come minimizzare il calo della pressione.
Come determinare il calo della pressione
Il calo della pressione è un termine usato per descrivere la pressione differenziale che un fluido deve superare per scorrere attraverso un sistema. Il calo di pressione è il risultato della resistenza causata dall'attrito (sforzo di taglio) o da altre forze (come la gravità) che agiscono su un fluido. Tale calo è esponenzialmente proporzionale alla portata. Quando la portata raddoppia, il calo della pressione aumenta di quattro volte. Il calo della pressione di un sistema è uguale alla somma del calo di ogni componente all'interno del sistema che include tubi flessibili, componenti di raffreddamento e qualsiasi altra sezione del sistema. Per determinare la curva del calo della pressione del sistema, è necessario calcolare e tracciare il calo a varie portate.
Ad esempio, se un sistema ha una piastra di raffreddamento a tubo CP10 collegata con uno scambiatore di calore in rame 6105 con 10 piedi di tubazione 3/8", aggiungere CP10, 6105 e le curve di calo di pressione del liquido di lavaggio. 1-2 psi è un buon presupposto per il calo di pressione standard di 10 piedi di tubazione a 1-2 gpm. Quando i risultati sono tracciati, il grafico dovrebbe essere simile alla Fig. 1.
Selezione di una pompa
In generale, la portata fornita da una pompa è inversamente proporzionale alla pressione, il che significa che la portata aumenta al diminuire della pressione (v. Fig. 2). Per selezionare una pompa con una pressione di prevalenza adeguata, la curva della pompa fornita dal costruttore deve essere tracciata sulla curva di calo della pressione del sistema. Il sistema funziona all'incrocio delle due curve. Nel nostro esempio, la pompa funziona a 1,6 gpm e 13,5 psi (vedere Fig. 3) perché le due linee tracciate si incontrano in questo punto.
Se il calo di pressione del sistema è noto in un punto, la curva può essere stimata tracciando una linea retta da portata e calo di pressione zero fino al punto di calo di pressione noto. L'intersezione della linea con la curva della pompa permette una buona stima della portata prevista. Nel nostro esempio, supponiamo di conoscere un calo di pressione del sistema di 2 gpm e 18 psi (Fig. 4). Con questo metodo, la portata stimata del sistema è pari a 1,5 gpm, simile ai 1,6 gpm determinati usando un metodo più preciso.
Riduzione al minimo del calo della pressione
Nella maggior parte dei casi è auspicabile avere un calo di pressione minimo del sistema. Ecco alcuni consigli su come ridurre il calo della pressione:
- Ove possibile, ridurre al minimo il numero delle curvature a 90°. Esattamente come una piegatura nel tubo di irrigazione da giardino, una brusca curva provoca un calo di pressione.
- Usare tubi più corti possibile. Il tubo flessibile o il tubo di lunghezza elevata creano una maggiore superficie a contatto con il fluido e causano un ulteriore attrito del fluido e calo della pressione.
- Utilizzare tubi di grande diametro. Hai mai provato a bere da un agitatore per il caffè? Il diametro ridotto ti fa fare molta più fatica di quanto non faresti con una normale cannuccia.
- Dove possibile, usare un fluido con bassa viscosità. La viscosità del fluido è la capacità di un liquido di fluire (basti pensare all'acqua rispetto alla melassa). L'uso di un liquido ad alta viscosità influisce negativamente sul calo di pressione del tuo sistema.
- È opportuno evitare la raccorderia a sgancio rapido, in quanto spesso causa un inutile calo di pressione.
Si consiglia di ricordare l'importanza del calo di pressione e di far corrispondere la curva della pompa alla curva di calo della pressione del sistema. Il calo di pressione può essere ridotto al minimo rimuovendo le piegature, evitando tubi lunghi e sottili e mantenendo il sistema sullo stesso livello. Segui queste semplici indicazioni e la tua soluzione termica fornirà le prestazioni indicate.
