तरल शीतलन प्लेट संरचना के चयन और प्रदर्शन का गहन विश्लेषण

ऊष्मीय प्रबंधन के लिए तरल कोल्ड प्लेट संरचना के चयन और प्रदर्शन का गहन विश्लेषण। ΔTfluid = 30℃ की स्थिति में 5 योजनाओं की तुलना - ऊष्मीय डिजाइन अभ्यास के परिप्रेक्ष्य से, विभिन्न प्रवाह चैनल संरचनाओं के अनुकूलन तर्क और इंजीनियरिंग मूल्य की व्याख्या।

1. परिचय: उच्च-शक्ति युग में लिक्विड कूलिंग प्लेट के चयन की प्रमुख समस्याएं

सेमीकंडक्टर उपकरणों के बढ़ते एकीकरण, नई ऊर्जा वाहनों में पावर मॉड्यूल के उन्नयन और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग उपकरणों की कंप्यूटिंग शक्ति में अभूतपूर्व प्रगति के साथ, उपकरणों का ताप प्रवाह घनत्व तेजी से बढ़ा है, जिससे उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स को ठंडा करना तेजी से चुनौतीपूर्ण होता जा रहा है।

उन्नत थर्मल प्रबंधन प्रणालियों के मूल घटक के रूप में , तरल ठंडी प्लेटों की प्रवाह चैनल संरचना डिजाइन सीधे तौर पर ऊष्मा अपव्यय दक्षता, सिस्टम लागत और परिचालन स्थिरता को निर्धारित करती है, जिससे यह थर्मल डिजाइन इंजीनियरों के लिए एक महत्वपूर्ण निर्णय बिंदु बन जाता है।

वर्तमान में, उद्योग में विभिन्न प्रकार की तरल शीतलन प्लेट संरचनाएं उपलब्ध हैं, जिनमें ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता, प्रसंस्करण कठिनाई और लागत नियंत्रण के मामले में काफी अंतर हैं। परियोजना के प्रारंभिक चरण में, तापीय भार आवश्यकताओं, प्रणाली प्रवाह बाधाओं और लागत बजट के आधार पर इष्टतम संरचना का शीघ्र चयन करना तापीय डिजाइन दक्षता में सुधार और परियोजना जोखिमों को कम करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। इसे ध्यान में रखते हुए, यह शोधपत्र मानकीकृत परीक्षणों (ΔTfluid = 30℃, अर्थात् शीतलन द्रव के प्रवेश और निकास के बीच स्थिर तापमान अंतर) के आधार पर पांच प्रमुख तरल शीतलन प्लेट संरचनाओं का मात्रात्मक विश्लेषण करता है, और इंजीनियरिंग व्यावहारिक अनुभव के साथ गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, ताकि औद्योगिक चयन के लिए लागू करने योग्य संदर्भ योजनाएं उपलब्ध कराई जा सकें।

सघन प्रणालियों में विशेषीकृत प्रवाह चैनल अनुकूलन रणनीतियों के लिए, जैसे कि अशांति-संवर्धित संरचनाएं, आप सर्पिल प्रवाह चैनल तरल कोल्ड प्लेट डिजाइन पर हमारे शोध का भी संदर्भ ले सकते हैं ।

II. परीक्षण प्रणाली और मुख्य मापदंडों का विवरण

परीक्षण आंकड़ों की वस्तुनिष्ठता और तुलनीयता सुनिश्चित करने के लिए, इस परीक्षण में एकीकृत तापीय सीमा शर्तें और पैरामीटर मानक अपनाए गए हैं। सभी आंकड़ों को बार-बार परीक्षण करके सत्यापित किया गया है ताकि त्रुटि को ±2% के भीतर नियंत्रित किया जा सके। विशिष्ट परीक्षण प्रणाली इस प्रकार है:

1. परीक्षण संबंधी प्रतिबंध मुख्य प्रतिबंध: ΔTfluid = 30℃, जिसका अर्थ है कि तरल शीतलन प्लेट से गुजरने के बाद शीतलक के प्रवेश और निकास के बीच तापमान का अंतर 30℃ पर स्थिर है। इस प्रतिबंध का मुख्य उद्देश्य तापमान चरों से होने वाले हस्तक्षेप को समाप्त करना, समान ऊष्मा भार स्थानांतरण परिदृश्य के तहत विभिन्न संरचनाओं वाली शीतलन प्लेटों की तुलना को सक्षम बनाना, विभिन्न तापमान अंतरों के कारण ऊष्मा अपव्यय शक्ति माप में होने वाली विकृति से बचना और यह सुनिश्चित करना है कि डेटा का उपयोग सीधे चयन संदर्भ के लिए किया जा सके।

प्रवाह सीमा: 0.76–5.30 लीटर/मिनट (मूल 0.2–1.4 गैलन प्रति मिनट के अनुरूप), जो औद्योगिक क्षेत्र में निम्न, मध्यम और उच्च प्रवाह वाले तरल शीतलन प्रणालियों की सामान्य सीमा को कवर करती है। इनमें से, 3.79 लीटर/मिनट (मूल 1 गैलन प्रति मिनट) को मुख्य परीक्षण प्रवाह दर के रूप में उपयोग किया जाता है, जो अधिकांश औद्योगिक उपकरणों की तरल शीतलन प्रणालियों के वास्तविक परिचालन मापदंडों से मेल खाता है।

2. मुख्य पैरामीटर और इकाई रूपांतरण

इस परीक्षण का मुख्य मूल्यांकन सूचकांक प्रति इकाई क्षेत्रफल ऊष्मा अपव्यय शक्ति है, जिसमें विभिन्न इकाई रूपांतरणों के कारण होने वाली चयन त्रुटियों से बचने के लिए अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रचलित इकाई W/cm² को समान रूप से अपनाया गया है। मुख्य रूपांतरण संबंध (इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए सटीक रूप से अनुकूलित) इस प्रकार हैं:

• प्रवाह रूपांतरण: 1 जीपीएम = 3.78541 लीटर/मिनट। सटीकता और व्यावहारिक सुविधा को संतुलित करते हुए, इस शोधपत्र में 3.79 लीटर/मिनट का एक समान मान उपयोग किया गया है।

• क्षेत्रफल और ऊष्मा प्रवाह रूपांतरण: 1 वर्ग इंच (sq in) = 6.4516 वर्ग सेंटीमीटर (cm²), इसलिए 1 W/sq in = 1 ÷ 6.4516 ≈ 0.155 W/cm² (डेटा की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए उद्योग में आम रूपांतरण संबंधी गलतफहमियों को दूर करना)।

• पैरामीटर परिभाषा: X-अक्ष शीतलक प्रवाह दर (लीटर/मिनट) को दर्शाता है, जो सिस्टम पंप की शक्ति और द्रव वितरण क्षमता को प्रतिबिंबित करता है; Y-अक्ष प्रति इकाई क्षेत्रफल ऊष्मा अपव्यय शक्ति (वॉट/सेमी²) को दर्शाता है। उच्च मान शीतलन प्लेट के प्रति इकाई क्षेत्रफल में अधिक ऊष्मा अपव्यय क्षमता को इंगित करता है।

3. परीक्षित संरचनाएं: यह परीक्षण उद्योग में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली 5 तरल शीतलन प्लेट संरचनाओं पर केंद्रित है, जिसमें चयन संबंधी अनुशंसाओं की व्यावहारिकता सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट और सीमित-अनुप्रयोग वाले डिज़ाइनों को शामिल नहीं किया गया है।

वे शामिल हैं:

1. माइक्रो-चैनल: अति उच्च ताप प्रवाह घनत्व वाले अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा।

2. मेसो चैनल: उच्च प्रदर्शन और निर्माण क्षमता के लिए संतुलित समाधान।

3. आंतरिक फिन (ऑफसेट फिन): मध्यम से उच्च शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए एक परिपक्व समाधान।

4. मशीनीकृत मार्ग: मध्यम से कम बिजली खपत वाले अनुप्रयोगों के लिए लागत प्रभावी समाधान।

5. प्रेस्ड ट्यूब: अत्यंत कम बिजली खपत वाले अनुप्रयोगों के लिए अति-कम लागत वाला समाधान।

III. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण और संरचनात्मक विशेषताओं की गहन व्याख्या

यह तुलनात्मक अध्ययन विभिन्न तापीय और प्रवाह संबंधी बाधाओं के तहत कोल्ड प्लेट डिजाइन के अनुकूलन के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करता है ।

1. समग्र प्रदर्शन प्रवृत्ति और प्रमुख अंतर्दृष्टियाँ

परीक्षण वक्रों से यह स्पष्ट है कि सभी पाँच संरचनाओं की ऊष्मा अपव्यय क्षमता शीतलक प्रवाह दर बढ़ने के साथ बढ़ती है। यह प्रवृत्ति संवहन ऊष्मा स्थानांतरण के मूल सिद्धांतों के अनुरूप है: उच्च प्रवाह द्रव अशांति को बढ़ाता है, द्रव सीमा परत को बाधित करता है, द्रव और शीतलन प्लेट की दीवार के बीच ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक को बढ़ाता है, और इस प्रकार ऊष्मा अपव्यय क्षमता में सुधार करता है। हालांकि, प्रदर्शन लाभ विभिन्न संरचनाओं में काफी भिन्न होते हैं, मुख्य रूप से प्रवाह चैनल डिजाइन की तर्कसंगतता और ऊष्मा स्थानांतरण क्षेत्र में अंतर के कारण।

मुख्य बिंदु: उच्च प्रवाह हमेशा बेहतर नहीं होता। अत्यधिक प्रवाह से सिस्टम की पंपिंग क्षमता और ऊर्जा खपत बढ़ जाती है। इसलिए, चयन करते समय ऊष्मा अपव्यय आवश्यकताओं और सिस्टम की ऊर्जा खपत के बीच संतुलन बनाए रखना आवश्यक है ताकि तापीय प्रदर्शन और पंपिंग लागत के बीच एक इष्टतम संतुलन स्थापित हो सके। उदाहरण के लिए, माइक्रो-चैनल उच्च प्रवाह दर पर स्पष्ट लाभ दिखाते हैं, लेकिन अन्य संरचनाओं की तुलना में बहुत अधिक पंपिंग क्षमता की खपत करते हैं, जिससे वे केवल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं जिनमें ऊर्जा उपयोग के प्रति कम संवेदनशीलता के साथ अत्यंत उच्च ऊष्मा अपव्यय दक्षता की आवश्यकता होती है।

2. प्रत्येक संरचना का विस्तृत प्रदर्शन (3.79 लीटर/मिनट की कोर प्रवाह दर पर आधारित): चूंकि 3.79 लीटर/मिनट औद्योगिक तरल शीतलन प्रणालियों के लिए एक विशिष्ट प्रवाह दर है, इसलिए संबंधित तापीय डेटा सबसे व्यावहारिक संदर्भ प्रदान करता है। नीचे प्रत्येक संरचना का गहन विश्लेषण दिया गया है, जिसमें तापीय प्रदर्शन, संरचनात्मक विशेषताएं, इंजीनियरिंग अनुप्रयोग परिदृश्य और व्यावहारिक चयन मार्गदर्शन शामिल हैं।

(1) माइक्रो-चैनल – अति-उच्च शक्ति घनत्व के लिए प्रदर्शन बेंचमार्क

• मुख्य प्रदर्शन: 3.79 लीटर/मिनट की दर पर, ऊष्मा अपव्यय क्षमता लगभग 181.4 वाट/सेमी² तक पहुँच जाती है, जो पाँचों संरचनाओं में प्रथम स्थान पर है। यह संपूर्ण प्रवाह सीमा में उत्कृष्ट ऊष्मा अपव्यय बनाए रखती है और अति-उच्च ऊष्मा प्रवाह अनुप्रयोगों के लिए एकमात्र उपयुक्त समाधान है।

• संरचना और कार्यप्रणाली: आंतरिक चैनलों के आयाम आमतौर पर 100 μm से कम होते हैं। ये छोटे चैनल द्रव और प्लेट की दीवार के बीच विशिष्ट सतह क्षेत्र को काफी बढ़ा देते हैं, साथ ही प्रवाह में व्यवधान को भी तीव्र करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक पारंपरिक संरचनाओं की तुलना में 3-5 गुना अधिक हो जाता है, जिससे अति-उच्च शक्ति घनत्व वाले स्रोतों से ऊष्मा को तेजी से हटाया जा सकता है।

• इंजीनियरिंग संबंधी विचार और उपयुक्त परिस्थितियाँ: माइक्रो-चैनल असाधारण ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता प्रदान करते हैं, लेकिन इनकी कुछ स्पष्ट कमियाँ भी हैं: माइक्रो/नैनो प्रोसेसिंग पर निर्भर होने के कारण निर्माण में उच्च कठिनाई, चुनौतीपूर्ण बड़े पैमाने पर उत्पादन और उच्च लागत; छोटे चैनल उच्च दबाव अवक्रम और उच्च पंपिंग आवश्यकताओं का कारण बनते हैं; अवरोध से बचने के लिए शीतलक की शुद्धता पर विशेष बल देना आवश्यक है, जिससे रखरखाव लागत बढ़ जाती है। इसलिए, माइक्रो-चैनल केवल उन्नत सेमीकंडक्टर, उच्च-प्रदर्शन सर्वर और लेजर उपकरणों जैसे अत्यधिक उच्च-शक्ति घनत्व वाले क्षेत्रों के लिए ही अनुशंसित हैं, जहाँ शीतलक का पूर्ण निस्पंदन और उच्च-शक्ति वाले पंपों का उपयोग आवश्यक है। सामान्य औद्योगिक परियोजनाओं के लिए इनका उपयोग उचित नहीं है।

(2) मेसो चैनल – औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए सुनहरा समझौता

• मुख्य प्रदर्शन: 3.79 लीटर/मिनट की दर पर, ऊष्मा अपव्यय क्षमता लगभग 150.4 वाट/सेमी² है, जो माइक्रो-चैनलों के बाद दूसरे स्थान पर है। 1.90 लीटर/मिनट (0.5 ग्राम प्रति मिनट) की कम से मध्यम प्रवाह दर पर, यह 120.9 वाट/सेमी² की क्षमता प्राप्त करता है, जो आंतरिक ऑफसेट फिन्स के उच्च-प्रवाह प्रदर्शन के लगभग बराबर है, और उत्कृष्ट प्रदर्शन और प्रवाह अनुकूलन क्षमता को दर्शाता है।

• संरचना और कार्यप्रणाली: चैनल के आयाम 100 μm से 1 mm तक होते हैं, जो मैक्रो चैनल और माइक्रो चैनल के बीच आते हैं। यह विशिष्ट सतह क्षेत्र और ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता को माइक्रो चैनलों के करीब बनाए रखता है, जबकि अत्यधिक महीन चैनलों के कारण होने वाले उच्च दबाव में कमी और अवरोध की समस्याओं से बचता है, जिससे संतुलित प्रदर्शन और निर्माण क्षमता प्राप्त होती है।

• इंजीनियरिंग संबंधी विचार और उपयुक्त परिदृश्य: मेसो चैनल औद्योगिक उच्च-शक्ति घनत्व अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श समाधान प्रस्तुत करते हैं। इन्हें माइक्रो/नैनो उपकरणों के बिना पारंपरिक सटीक सीएनसी मशीनिंग या एचिंग द्वारा उत्पादित किया जा सकता है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन और लागत प्रबंधनीय हो जाती है; बेहतर अवरोध-रोधी क्षमता और शीतलक अशुद्धियों के प्रति उच्च सहनशीलता रखरखाव को कम करती है; मध्यम दबाव गिरावट बिना किसी अपग्रेड के मानक पंपिंग सिस्टम के अनुरूप है। उपयुक्त अनुप्रयोगों में एनईवी आईजीबीटी मॉड्यूल, औद्योगिक उच्च-शक्ति उपकरण और उच्च-स्तरीय चिकित्सा उपकरण शामिल हैं, जो तापीय प्रदर्शन और परियोजना लागत के बीच संतुलन बनाते हैं।

(3) आंतरिक फिन (ऑफसेट फिन) – मध्यम से उच्च शक्ति के लिए एक परिपक्व और विश्वसनीय विकल्प

• मुख्य प्रदर्शन: 3.79 लीटर/मिनट पर, ऊष्मा अपव्यय क्षमता लगभग 120.9 वाट/सेमी² है, जो स्थिर प्रदर्शन और प्रवाह परिवर्तनों के प्रति सौम्य प्रतिक्रिया के साथ, सटीक प्रवाह नियंत्रण के बिना लगातार ऊष्मा अपव्यय सुनिश्चित करती है।

• संरचना और कार्यप्रणाली: आंतरिक फिन ऊष्मा स्थानांतरण को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाते हैं। ऑफसेट व्यवस्था लैमिनर सीमा परतों को तोड़ती है और निरंतर अशांति उत्पन्न करती है, जिससे सीधे फिन की तुलना में संवहन ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक 30%–80% तक बढ़ जाता है। उच्च तकनीकी परिपक्वता और विश्वसनीयता के साथ, यह उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली तरल शीतलन प्लेट संरचनाओं में से एक है।

• इंजीनियरिंग संबंधी विचार और लागू होने वाले परिदृश्य: इसकी प्रमुख खूबियाँ स्थिरता, विश्वसनीयता और बहुमुखी प्रतिभा हैं। मध्यम निर्माण प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप माइक्रो और मेसो-चैनलों की तुलना में लागत कम होती है, और इसमें जटिल सिस्टम आवश्यकताओं की ज़रूरत नहीं होती। यह मध्यम से उच्च शक्ति वाले उन प्रोजेक्ट्स के लिए आदर्श है जिन्हें उच्च ताप अपव्यय की आवश्यकता होती है लेकिन माइक्रो/मेसो चैनलों की लागत और जटिलता को वहन नहीं किया जा सकता, जैसे कि सामान्य औद्योगिक विद्युत उपकरण, एनईवी सहायक शीतलन मॉड्यूल और मध्यम श्रेणी के सर्वर। सीमाएँ: माइक्रो और मेसो-चैनलों की तुलना में इसकी तापीय दक्षता की सीमा कम है, और यह अति उच्च शक्ति घनत्व की मांगों को पूरा करने में असमर्थ है।

(4) मशीनीकृत मार्ग – मध्यम से कम शक्ति के लिए सबसे किफायती समाधान

• मुख्य प्रदर्शन: 3.79 लीटर/मिनट की दर पर, ऊष्मा अपव्यय क्षमता लगभग 60.5 वाट/सेमी² है, जो माइक्रो-चैनलों की तुलना में लगभग एक तिहाई है। मध्यम प्रदर्शन मध्यम से निम्न शक्ति घनत्व वाली शीतलन आवश्यकताओं को पूरा करता है।

• संरचना और कार्यप्रणाली: सरल प्रवाह चैनल सीएनसी मिलिंग या स्टैम्पिंग के माध्यम से बनाए जाते हैं। डिजाइन लचीला होता है और आकार व माप को अनुकूलित किया जा सकता है, लेकिन सीमित ऊष्मा स्थानांतरण क्षेत्र के कारण माइक्रो-चैनल, मेसो-चैनल और आंतरिक फिन की तुलना में इसकी दक्षता काफी कम होती है।

• इंजीनियरिंग संबंधी विचार और उपयुक्त परिस्थितियाँ: मुख्य लाभ सरल प्रक्रिया, कम लागत, जटिल उपकरणों की आवश्यकता न होना और उच्च उत्पादन क्षमता हैं। यह सामान्य इलेक्ट्रॉनिक्स, कम-शक्ति वाले सेंसर और उपभोक्ता उपकरणों सहित लागत-संवेदनशील मध्यम से कम शक्ति घनत्व वाली परियोजनाओं के लिए उपयुक्त है। इंजीनियरिंग चयन में, यदि ऊष्मा प्रवाह 60 W/cm² से कम है और लागत महत्वपूर्ण है, तो मशीनीकृत मार्ग सर्वोत्तम विकल्प हैं, जो शीतलन आवश्यकताओं को पूरा करते हुए परियोजना के खर्च को कम करते हैं। सीमा: मध्यम से उच्च शक्ति वाली परिस्थितियों के लिए अपर्याप्त ऊष्मा अपव्यय।

(5) प्रेस्ड ट्यूब – अत्यंत कम शक्ति के लिए एक प्रवेश स्तर की योजना

• मुख्य प्रदर्शन: 3.79 लीटर/मिनट की दर पर, ऊष्मा अपव्यय क्षमता लगभग 24.0 वाट/सेमी² है, जो पाँचों संरचनाओं में सबसे कम है और केवल बहुत कम ऊर्जा घनत्व वाले शीतलन को ही संभव बनाती है। • संरचना और कार्यप्रणाली: एक्सट्रूडेड ट्यूब सीधे शीतलन प्लेट बॉडी में एम्बेडेड होते हैं। यह प्रक्रिया बेहद सरल है, इसमें जटिल चैनल मशीनिंग की आवश्यकता नहीं होती, केवल ट्यूब फिक्सेशन की आवश्यकता होती है, जिससे यह परीक्षण किए गए सभी समाधानों में सबसे कम लागत वाला समाधान बन जाता है।

• इंजीनियरिंग संबंधी विचार और उपयुक्त परिस्थितियाँ: इसे एक अत्यंत कम लागत वाले विकल्प के रूप में प्रस्तुत किया गया है, जो उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, कम शक्ति वाले घटकों और छोटे सहायक शीतलन भागों जैसे अत्यंत कम शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जिन्हें केवल बुनियादी ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। ध्यान दें कि इसकी तापीय सीमा बहुत कम है: यदि ऊष्मा प्रवाह 24 W/cm² से अधिक हो जाता है, तो अतिपरसायन से होने वाली खराबी को रोकने के लिए इस संरचना को अस्वीकार कर देना चाहिए। इसके अतिरिक्त, इसकी कम संरचनात्मक स्थिरता इसे दीर्घकालिक उच्च भार संचालन के लिए अनुपयुक्त बनाती है।

V. इंजीनियरिंग संबंधी व्यावहारिक चयन अनुशंसाएँ (उद्योग की प्रमुख समस्याओं के साथ)

परीक्षण डेटा, संरचनात्मक विशेषताओं और औद्योगिक तापीय डिजाइन में वर्षों के व्यावहारिक अनुभव के आधार पर, विभिन्न ताप प्रवाह घनत्वों, प्रवाह अवरोधों और लागत लक्ष्यों के लिए स्पष्ट चयन संबंधी सुझाव दिए गए हैं। साथ ही, उद्योग में आम तौर पर होने वाली चयन संबंधी गलतफहमियों से बचा गया है ताकि चयनित योजना को लागू किया जा सके।

1. ऊष्मा प्रवाह घनत्व द्वारा चयन

• ऊष्मा प्रवाह घनत्व ＞ 150 W/cm²: एकमात्र विकल्प - माइक्रो-चैनल। उच्च प्रवाह और उच्च शुद्धता वाले शीतलक प्रणाली की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, अपर्याप्त प्रणाली समर्थन के कारण ऊष्मा अपव्यय विफलता को रोकने के लिए पंपिंग बिजली लागत और निर्माण कठिनाई का मूल्यांकन करें।

• ऊष्मा प्रवाह घनत्व 120～150 W/cm²: मेसो चैनल सबसे उपयुक्त विकल्प है। यह उच्च प्रदर्शन और निर्माण क्षमता का संतुलन बनाए रखता है, इसके लिए सूक्ष्म/नैनो प्रसंस्करण उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती, सिस्टम की लागत को नियंत्रित करता है, अधिकांश औद्योगिक उच्च-शक्ति परिदृश्यों के अनुकूल है, और सूक्ष्म चैनलों की तुलना में कहीं अधिक लागत-प्रभावी है।

• ऊष्मा प्रवाह घनत्व 60～120 W/cm²: लचीले विकल्प — आंतरिक फिन (ऑफसेट फिन) या मशीनीकृत मार्ग। ऊष्मा अपव्यय स्थिरता और बहुमुखी प्रतिभा के लिए आंतरिक फिन चुनें; जब अत्यधिक ऊष्मा अपव्यय दक्षता की आवश्यकता न हो, तो लागत नियंत्रण के लिए मशीनीकृत मार्ग चुनें।

• ऊष्मा प्रवाह घनत्व ＜ 60 W/cm²: लागत प्राथमिकता — मशीनीकृत मार्ग या प्रेस्ड ट्यूब। सामान्य मध्यम से निम्न शक्ति वाले परिदृश्यों के लिए मशीनीकृत मार्ग चुनें; अति-डिजाइन के कारण होने वाली लागत की बर्बादी से बचने के लिए अत्यंत निम्न शक्ति और लागत-संवेदनशील परिदृश्यों के लिए प्रेस्ड ट्यूब चुनें।

2. सिस्टम प्रवाह बाधाओं द्वारा चयन (व्यावहारिक अनुपूरक)

• सिस्टम प्रवाह दर ≥ 3.79 लीटर/मिनट: माइक्रो-चैनल और मेसो-चैनल के प्रदर्शन संबंधी लाभों का पूर्ण उपयोग किया जा सकता है, जो उच्च शक्ति घनत्व वाली परियोजनाओं के लिए उपयुक्त है। यदि लागत अनुमति देती है, तो प्रदर्शन और मितव्ययिता के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए मेसो-चैनल को प्राथमिकता दें।

• सिस्टम प्रवाह दर 1.90～3.79 लीटर/मिनट: मेसो चैनल या इंटरनल फिन की अनुशंसा की जाती है। मेसो चैनल इस प्रवाह सीमा में भी उच्च ऊष्मा अपव्यय क्षमता बनाए रख सकता है, और माइक्रो-चैनलों की तुलना में इसका दबाव अंतर कम होता है; इंटरनल फिन का प्रदर्शन स्थिर होता है, इसके लिए सटीक प्रवाह नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती है, और इसकी अनुकूलन क्षमता अधिक होती है।

• सिस्टम प्रवाह दर ＜ 1.90 लीटर/मिनट: माइक्रो-चैनल का उपयोग वर्जित है। इसके उच्च दबाव अंतर के कारण सिस्टम की पंपिंग शक्ति अत्यधिक बढ़ जाएगी, ऊर्जा खपत में वृद्धि होगी और ऊष्मा अपव्यय में बाधाएँ भी आ सकती हैं। ऊष्मा अपव्यय प्रदर्शन और सिस्टम स्थिरता के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए मेसो चैनल या आंतरिक फिन को प्राथमिकता दें।

इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी सिस्टम जैसे अनुप्रयोगों के लिए, अतिरिक्त डिजाइन संबंधी विचार हमारी नई ऊर्जा वाहन बैटरी लिक्विड कोल्ड प्लेट डिजाइन गाइड में पाए जा सकते हैं ।

VI. निष्कर्ष और उद्योग का दृष्टिकोण

ΔTfluid = 30℃ की मानकीकृत परीक्षण स्थिति के तहत, पांचों तरल शीतलन प्लेट संरचनाओं का ऊष्मा अपव्यय प्रदर्शन एक स्पष्ट सोपानक वितरण दर्शाता है। ऊष्मा प्रवाह घनत्व, प्रवाह संबंधी बाधाओं और लागत लक्ष्यों को ध्यान में रखते हुए, चयन संबंधी निर्णय शीघ्रता से लिए जा सकते हैं।

परियोजना के वास्तविक ताप भार, प्रवाह की स्थितियों और बजट को मिलाकर, सबसे उपयुक्त लिक्विड कोल्ड प्लेट डिजाइन का चयन करके कुशल तापीय प्रबंधन , लागत नियंत्रण और दीर्घकालिक प्रणाली विश्वसनीयता के लक्ष्यों को प्राप्त किया जा सकता है ।