Kas yra šilumos skirstytuvas?

Šilumos skirstytuvas yra įtaisas, padedantis šilumą iš šilumos šaltinio išsklaidyti į šilumos mainų terpę. Tai gana sudėtingas būdas pasakyti, kad šilumokaitis padeda išlaikyti prietaisus ar įrangą vėsią arba kai kuriais atvejais karštą, nes šiluma iš tos vietos, kur ji generuojama, patenka į ten, kur ji turi būti. Paprastai to reikia ten, kur šilumos mainų terpė arba vieta, kur reikia eiti šilumai, pati nepajėgia sugerti reikiamo šilumos kiekio. Geri šios teorijos pavyzdžiai yra nerūdijančio plieno virtuvės indų variniai pagrindai arba didelės srovės elektroninių komponentų aušintuvai. Vario pagrindas padeda nerūdijančio plieno puodui sugerti ir išlaikyti šilumą, o šilumos kriauklė padeda mikroprocesoriui išlieti šilumą.

Šilumos perdavimas, tiksliau, tinkamas šilumos perdavimas, ne visada yra tokia paprasta sąvoka, kaip gali atrodyti. Pakankamai šilumos patekimas į vieną terpę ar medžiagą į kitą priklauso nuo daugelio techninių veiksnių, kurie kartais gali visiškai supainioti problemą. Pagrindinė problema šiuo atžvilgiu yra skirtingų medžiagų šilumos srauto tankio skirtumas. Paprasčiau tariant, tai reiškia, kad kai kurioms medžiagoms reikalingas daug didesnis poveikio plotas nei kitoms, kad sugertų tą patį šilumos kiekį. Šilumos šalintuvai, paprastai montuojami ant elektroninių komponentų arba alyvos šildytuvo ar radiatoriaus briaunelės, yra pavyzdžiai, kaip šilumos sklaidytuvo teorija padeda išspręsti šią problemą.

Pavyzdžiui, didelio stiprinimo tranzistoriaus paviršiaus plotas sukuria daug daugiau šilumos, nei su juo besiliečiantis oras gali sugerti per tam tikrą laikotarpį. Norėdami išvengti šio reiškinio, prie tranzistoriaus pritvirtinamas šilumos skirstytuvas arba šilumos kriauklė. Paprastai tai yra sunkus vario arba aliuminio pagrindas su daugybe pelekų, išsikišusių iš jo paviršiaus. Taip pasiekiamas didelis šilumos šaltinio veikiamo oro tūrio padidėjimas, kuris paneigia šilumos srauto tankio skirtumą tarp tranzistoriaus ir oro. Tokiu būdu galvos skirstytuvas tampa pirminiu šilumokaičio mechanizmu, kuris padeda antriniam šilumokaičiui, orui, efektyviai sugerti generuojamą šiluminę energiją.

Akivaizdu, kad šilumos sklaidytuvas naudojamas tik tais atvejais, kai antrinė mainų terpė negali įveikti šilumos srauto tankio skirtumų tarp jos ir šilumos šaltinio medžiagos. Šilumos sklaidos medžiagos turi būti gerai laidžios šilumai, o paviršiaus profilis turi būti gana kruopščiai apskaičiuotas, kad būtų užtikrintas didžiausias poveikis ir cirkuliacija. Šilumos šaltinio ir skirstytuvo jungtis taip pat turi būti kuo efektyvesnė šiluminė pralaida. Šiuo tikslu prieš pritvirtinant šilumos sklaidytuvą ant paviršių dažnai užtepamos šilumos perdavimo pastos.