上海散热水冷板工作原理

铝合金冷板的腐蚀

在液体冷板中的腐蚀现象中，铝以其耐腐蚀著称。在适当的条件下，铝迅速形成一层保护氧化层。一般情况下，当氧气充

足且周围介质ph值适中时，铝腐蚀就会发生。铝腐蚀有两种典型的表现形式:均匀腐蚀和局部腐蚀。当氧化层溶于腐蚀介

质时，就会发生均匀腐蚀。氧化膜可溶于碱性溶液和强酸，但在大约4.0 - 9.0的pH范围内稳定。在均匀腐蚀中，整个氧

化层被剥离的速度比它重新形成的速度要快。当母材或周围环境不均匀时，就会发生局部腐蚀，通常以坑的形式出现。金

属可能有局部合金元素的浓度，从而产生电偶。同样，周围的环境也可能有活性元素(如氯化物)的局部浓度。

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耐腐蚀设计

耐蚀合金的设计选择是提高耐蚀性的关键因素。例如，在板翅式热交换器中隔开流体通道的铜焊板，由一个内部和外

部覆层组成，通常占板片总厚度的10%左右。复层是一种钎焊合金，它将钎焊片连接到热和冷鳍以及将钎焊片连接到侧杆

。真空钎焊合金使用硅酮和其他元素来降低合金的熔点。由于钎焊合金的阳极比铁芯多，所以钎焊合金提供阴极保护，从

而起到防腐作用。阴极保护是一个概念，在造船行业已经使用了几十年。对于钢制的船体，一个由活性元素制成的塞子，

如锌，用来保护船体。因为锌比钢更活跃，所以锌的腐蚀速度比钢快。在铝的合金元素中，铜和铁含量较低的合金具有较

好的耐腐蚀性。3xxx系列合金通常是抗腐蚀性较高的合金之一，6xxx合金也具有很高的抗腐蚀性。冷板和换热器的设计还

需要考虑其他因素。内部流体静压和外部应力使主要部件处于应力状态。这些应力通常要求强度高的合金(6xxx系列)用于钎

焊片和/或焊片。钎焊板厚度是性能、重量和防腐蚀之间的权衡。厚的铜焊板很重，会降低热性能。薄的铜焊板承受应力

的强度较低，防腐蚀能力也较弱。如果存在腐蚀性环境，薄的铜焊板比厚的板能承受更短的时间的攻击。

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在许多的电子冷却领域，已经逐渐从风冷转向了水冷，镶嵌铜管水冷板是常用的选择之一。日益增长的镶嵌铜管面临着一个问题：高质量镶嵌管冷板的质量标准是什么？大多数机加公司都可以生产镶嵌管冷板。然而，精心设计的冷板才能在质量和性能上占据优势。可靠性非常重要，冷板泄露对水系统来说是灾难性的。首先检查冷却管，因为他对冷板的可靠性关联度大一些，冷板采用连续管的可靠性要比焊接续接管要高。任何连接都有漏的风险。

然后看看管子弯曲的部位。如果弯管工艺控制不到位，管可能会变形。虽然这并不影响可靠性，但它改变了管的横截面，从而导致压降增加。

接下来观察管子如何嵌合到冷板上，为了实现较大的热传递，冷板的管子和基板之间不应该有环氧硅脂。环氧硅脂起到两个作用，一个是固定管子，二是充填管子和基板沟槽的微凹部位。从而排除残留空气。但是如果施加太厚则起到隔热作用而不利于管子和基板之间的热传递。

再检查冷板的冷却面，对于要求苛刻的应用，需要在管和部件之间直接接触冷却。这意味着，管表面必须与铝板齐平。

液体冷板和热交换器运行

水/乙二醇冷板或热交换器在运行过程中，有一个维护计划是很重要的。典型的维护是用乙二醇和水的混合物冲洗和补充

系统。这应该在操作评估阶段通过系统级别测试确定的时间间隔上定期进行。应定期测量流体的pH值。这些测量值会随着

时间而改变。通过这些测量，可以确定冲洗频率。在部署期间，冷却系统被“封顶”是常见的。只要乙二醇浓度没有被稀

释到使抑制剂失效的程度，这种做法就不应该损害冷板或热交换器。缓蚀剂的有效性是由水质、流体回路中的其他金属类

型以及系统中缓蚀剂的使用年限所决定的。如果pH值降至4.0以下或升至9.0以上，应尽快进行系统冲洗/灌装。耐腐蚀始

于冷板或热交换器的设计。同样重要的是要遵循维护程序，以较大的限度延长铝冷板或热交换器的寿命。

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水冷散热器的设计原则

1基材的选择：尽量避免一个系统中有两种电极电位差较大的金属，减少电化学腐蚀。

2冷板种类选择:基于液冷系统的结构和是否承载重去选择

3 流量的确定：由于水冷的系统比较庞大，一般不会对整个系统做仿真分析，而是先设定水冷散热器流量，再根据对应的系统流动阻力匹配水泵。总热量和工质的物性参数确定后，流量和温升成反比；若温升较高，则水冷系统的换热器（冷却水用）需要设计的比较大；若温升过低，则需要选用比较大的水泵。因此温升过高或过低都会引起成本的增加。基于经济性考虑，常常有个经济型温升范围，也就同步确定了散热器的流量。

4.水冷流道截面的设计：经理论推导，对流热阻与截面的水力直径成正相关的关系。也就是说，其他条件相当，水力直径越大，对流热阻越大。我们知道，水力直径D=4A/X，其中A为流道截面积，X为流道截面周长，也就是说，截面积相等的条件下，周长越大，水力直径越小，对流热阻越小。

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液体冷板和热交换器用于许多不同的流体，通常涉及相同流体的再循环。一种不应该用于铝冷板和热交换器的液体是

自来水。自来水可能含有活性离子，如铜、碳酸氢盐、氯化物和/或其他促进腐蚀的杂质。另外，随着时间的推移，同样

的流体在闭环循环中会导致溶解氧从溶液中出来。由此产生的缺氧会阻止氧化层的形成。如果时间足够长，铝与氧气隔离

并暴露在低质量的水中，然后会被腐蚀。当水是传热系统的优先选择时，蒸馏水通常与乙二醇结合以降低其凝固点并提高其沸

点。由于上述原因，使用缓蚀剂是至关重要的。缓蚀剂是控制数量的活性离子(通常磷酸盐)，在形成耐腐蚀层接管氧的作

用。由于这些抑制剂依赖于铝的化学反应，使用低质量的水，如自来水将减少抑制剂的有效性。

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