https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/53736| Title: | Влияние конфигурации и формы внешних ребер герметичных корпусов технических средств на эффективность отведения тепла от процессора |
| Other Titles: | Effect of the Configuration and Shape of External Ribs of Sealed Enclosures of Electronic Devices on Heat Removal Efficiency |
| Authors: | Пискун, Г. А. Алексеев, В. Ф. Степченков, О. В. Попов, А. Н. Беликов, А. Н. Рыбаков, Д. Г. |
| Keywords: | публикации ученых;герметичные корпусы;наружные обдувы;пассивное охлаждение;тепловой режим |
| Issue Date: | 2023 |
| Publisher: | Известия вузов России |
| Citation: | Пискун, Г. А. Влияние конфигурации и формы внешних ребер герметичных корпусов технических средств на эффективность отведения тепла от процессора = Effect of the Configuration and Shape of External Ribs of Sealed Enclosures of Electronic Devices on Heat Removal Efficiency / Г. А. Пискун [и др.] // Известия вузов России. Радиоэлектроника. – 2023. – Т. 26, № 5. – С. 63–75. |
| Abstract: | Введение. Современные технические (вычислительные, электронные) средства в большинстве случаев строятся на базе радиоэлектронных компонентов, например процессоры, графические чипы и т. д., которые при работе выделяют десятки ватт тепловой энергии. В связи с этим одной из приоритетных задач проектирования таких устройств становится эффективное отведение посредством введения пассивных или активных систем охлаждения избыточной тепловой энергии как от полупроводниковых приборов, так и от электронных средств в целом. Цель работы. Исследование влияния конфигурации и формы внешних ребер герметичных корпусов технических средств (ГК ТС), особенностью которых является использование внутри корпусов только пассивных систем охлаждения, а также сравнительный анализ эффективности отведения тепла от процессора для каждой рассматриваемой конструкции корпуса. Материалы и методы. Эксперименты проводились на разработанных в программной среде SolidWorks Flow Simulation трехмерных параметрических моделях различных типов ГК ТС, особенностью которых являлась различная конфигурация тепловых каналов, сформированных внешним оребрением крышки корпуса. Результаты. Реализация моделей позволила исследовать процесс охлаждения процессора, установленного в современных ГК ТС, а также проанализировать влияние конфигурации и формы ребер на отведение избыточной тепловой энергии от процессора в режиме пассивного охлаждения и при обдуве ГК ТС воздухом, движущимся сверху (перпендикулярно крышке) или сбоку (параллельно крышке) при постепенном увеличении мощности процессора c 10 до 25 Вт. Показано, что оребренный корпус при пассивном охлаждении обеспечивает отвод тепла от процессора мощностью 10 Вт больше, чем неоребренный (понижение температуры составляет 4.1 °С); при 25 Вт – на 11.01 °С. Установлено, что направление (перпендикулярное или параллельное) движения воздуха при обдуве ГК ТС значительно влияет на эффективность охлаждения нагретой поверхности корпуса (при мощности процессора 45 Вт разность составляет более 10 °С). Заключение. Разработанные трехмерные модели позволили наиболее эффективно реализовать систему охлаждения теплонагруженных высокомощных радиоэлектронных компонентов, расположенных в герметичных корпусах, за счет реализации внешнего оребрения корпусов. |
| Alternative abstract: | Introduction. Modern computing and electronic devices are constructed on the basis of radio-electronic components, such as processors, graphics processing units, etc. During operation, these components emit tens of watts of thermal energy. Therefore, effective excess heat removal from both semiconductor electronic devices and electronic systems as a whole through the use of passive or active cooling systems represents an important research problem. Aim. To study the influence of the configuration and shape of external ribs of sealed enclosures of electronic devices, which use solely passive cooling systems inside, on the efficiency of heat removal from the processor for each enclosure design under consideration based on their comparative analysis. Materials and methods. Simulation experiments were carried out using 3D parametric models of various device types, which were developed in the SolidWorks Flow Simulation software environment. These models differed in terms of configuration of thermal channels formed by the external enclosure ribs. Results. The conducted simulation experiments allowed the authors to study the cooling process of processors installed in modern electronic devices. The influence of the configuration and shape of the enclosure ribs on excess heat removal from the processor was studied in a passive cooling mode and when blowing the devices with air moving from above (perpendicular to the cover) or laterally (parallel to the cover) with a gradual increase in a processor power from 10 to 25 W. A ribbed enclosure with passive cooling was shown to ensure a more effective heat removal from a 10 W processor compared to a non-ribbed enclosure (the temperature drop is 4.1 °C). For a 25 W processor, this value comprises 11.01 °C. When blowing the device, the direction (perpendicular or parallel) of air movement significantly affects the cooling efficiency of the heated surface (with a processor power of 45 W, the difference is more than 10 °C). Conclusion. The developed 3D models effectively simulate the cooling system of heat-loaded high-power radio- electronic components located in sealed enclosures, due to the implementation of their external ribbing. |
| URI: | https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/53736 |
| DOI: | https://doi.org/10.32603/1993-8985-2023-26-5-63-75 |
| Appears in Collections: | Публикации в зарубежных изданиях |
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Piskun_Vliyanie.pdf | 6.92 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.