Mecanismos atuantes em um dissipador
de calor
>> Cálculo das resistências
térmicas dos dissipadores
Dissipação
por Convecção
Dissipação pela própria movimentação
do ar na região onde se encontra o dissipador de calor.
A Taxa de Calor dissipado pode ser obtida pela equação:
Q=h A (Ts -Tf) sendo:
h = coeficiente individual de transporte de calor
A = área do dissipador
Ts = temperatura de superfície
Tf = temperatura do fluído (ar neste caso)
Para melhorar a dissipação de calor deve-se aumentar
a área do dissipador (A) ou melhorar o coeficiente
individual de transporte de calor (h). Este último
pode ser melhorado de 3 maneiras:
1- alterando-se a geometria do dissipador,
2- alterando-se a orientação do dissipador (deixando
o mesmo na posição horizontal ou vertical, por ex.)
3- forçando passagem do ar pelo dissipador (uso de um pequeno
ventilador)
Dissipação
por Radiação
Trata-se de um transporte de energia por ondas eletromagnéticas
(radiação).
Neste caso, a Taxa de Calor dissipado pode ser obtida
pela equação: Q = 
 A (Ts4
- Tf4) sendo:
= constante de Boltzmann = 5,67 10 -8 W/m2K4
=emissividade
Ts = temperatura de superfície
Tf = temperatura do fluído (ar)
Considerando-se este mecanismo percebe-se que a única
variável que pode ser alterada para o aumento da eficiência
de calor é a emissividade (),
a qual é função apenas do tipo de acabamento
da supefície que irradia o calor. Consultando a tabela abaixo,
notamos que a anodização do alumínio altera
esrte valor de emissividade de 0,04 para cerca de 0,85, o que melhora
a Taxa de Calor dissipado em cerca de 20 vezes. Ainda observando
a equação deste mecanismo, percebe-se que o mesmo
adquire maior imporância quanto maior for a diferença
de temperaturas pois nesta equação a temperatura está
elevada a quarta potência.
É digno de nota também que a cor da
superfície influencia apenas na absorvitividade de radiação
(A), que não é o mecanismo pelo qual o dissipador
absorve o calor do componente eletrônico. O dissipador absorve
calor por condução térmica (contato entre as
superfícies), daí a importância do uso de pastas
para melhorar o contato térmico entre o dissipador e o componente
eletrônico. Assim, o fato do dissipador estar anodizado na
cor preta ou na cor natural não influencia na dissipação
porque pouco altera a emissividade.
| Absortividade
e emissividade de radiação do alumínio
em função do acabamento superficial |
| |
absortividade |
emissividade |
|
| Anodização Preto |
0.86 |
0.86 |
1.00 |
| Anodização Azul |
0.67 |
0.87 |
0.77 |
| Anodização Bronze |
0.73 |
0.86 |
0.85 |
| Anodização Verde |
0.66 |
0.88 |
0.75 |
| Anodização Vermelho |
0.57 |
0.88 |
0.65 |
| Anodização Amarelo |
0.47 |
0.87 |
0.54 |
| Anodização Natural |
0.35 |
0.84 |
0.42 |
| Sem Anodizar |
0.26 |
>>0.04<< |
6.50 |
| Dados determinados pela NASA |
|
