Re: Chladič, emisivita a termokamera

[Pavel Hudeček]

Tak v tom kryostatu bych očekával, že emisivita bude třeba 0,02 (leštěný 
Al, nebo Au, při 300 K), takže se ze 450 stane 9.

Ale jinak souhlas, požadavky se můžou lišit. Co by uživatelé 
temoelektrických generrátorů ve vesmíru dali za emisivitu aspoň 10:-)

PH

Dne 25.06.2023 v 20:22 balu napsal(a):
> Ako su veci relativne… ked sa navrhuje kryostat a pri 300 K (pidi 
> cislo) z vonku ti do vnutra ziari 450 W/m2 tak je to uplna katastrofa. 
> Pri pracovnej teplote 2 K a beznom rozmere geretu ktory v tom 
> kryostate je (nech je to 1 m^2), na to potrebujes chladnicku s viac 
> ako pol megawattovym prikonom :)
>
>
>> On 24 Jun 2023, at 21:20, Pavel Hudeček <edizon na seznam.cz> wrote:
>>
>>  "U chladiče s malými žebry bych čekal, že odvod tepla zářením a 
>> prouděním bude (při vysoké emisivitě) skoro 1:1. Nebo se pletu? "
>>
>> Nebo je správně:-)
>>
>> Pro emisivitu=1, Pj výkon z jednotkové plochy 1 m^2 , absolutní 
>> teplotu T a Stefan-Boltzmanovu konstantu K=5,67…×10^−8 platí:
>>
>> Pj = K * T^4 [W/m^2 , m^−2 ·K^−4 , K]
>>
>> Protože K je docela malý číslo, tak dokud nad ním nevyhraje T^4 , je 
>> vyzařování naprosto zanedbatelné.
>>
>> 300 K ^4 = 81e+8 - Tady někde začínají aspoň pidi čísla, ale na metr, 
>> ne centimetr
>> 400 K ^4 = 256e+8 - Pořád pidi čísla, SiC MOSFET by si liboval, 
>> procesor už ne
>> 600 K ^4 = 1296e+8 - Taví se i bezolovnatý cín, asi 7 kW/m^2 , tedy 
>> 0,7 W/cm^2
>> 1000 K ^4 = 1e+12 - Tohle už hezky viditelně svítí a T^4 opravdu 
>> viditelně zvítězilo nad K:
>> 1e+12 * 5,67e-8 = 5,67e+4 W/m^2 , tedy slušných 5,67 W/cm^2 chladiče
>> Dál už to jde rychle, protože 1,2^4 je cca 2:
>> 1200 K ... 117,5 kW/m^2
>> 2000 K ... 0,9 MW/m2
>>
>> Závěr: Dokud to viditelně nesvítí, tak od vyzařování nic neočekávat.
>>
>> (tak jsem zvědavej, zda mocniny správně projdou)
>>
>> PH
>>
>> Dne 24.06.2023 v 21:36 Petr Labaj napsal(a):
>>> Kolega si koupil novou hračku - termokameru.
>>> Potěšilo mě to, vždy jsem snil o tom, mít k ní přístup.
>>>
>>> Protože jsem termokamerový panic, tak mě překvapily některé věci.
>>> Například, že přes běžné okno s ní není nic vidět. Jako by to byla 
>>> stěna.
>>> Ale zato tam vidím velmi dobře tepelný odraz sám sebe a vnitřku 
>>> místnosti,
>>> jako bych viděl ve viditelném spektru v zrcadle.
>>>
>>> Pak jsem se kouknul na parkoviště a tam ještě 2 hodiny po odjezdu auta
>>> vidím termální stopu místa, kde stálo.
>>>
>>> Zato se mi nepovedlo udělat ten trik, který ve filmech vypadá tak 
>>> jednoduše.
>>> Tedy namačkat něco na klávesnici a pak přečíst, které klávesy byly 
>>> stisknuté.
>>> Ale zkoušel jsem to na zabezpečovačce s kovovými klávesami, které to 
>>> možná
>>> rychle odvedou. Ještě to zkusím na něčem s plastovým povrchem.
>>>
>>> A teď ten dotaz/problém:
>>> Kouknul jsem na malou desku OrangePi Zero, která mi trvale jede na 
>>> stole.
>>> Okolní teplota byla cca 22°C, teplota desky odhadem tak 30°C, teplota
>>> procesoru s chladičem odhadem tak 55°C.
>>> Na procesoru je hliníkový chladič 14x14mm se žebry cca 6mm vysokými.
>>> Přírodní hliník, bez eloxu nebo barvy.
>>>
>>> No a na té kameře celá deska svítila oranžově, což odpovídá zvýšené 
>>> teplotě.
>>> Ale ten procesor, resp. chladič, byl jako sytě zelený čtverec. Tedy 
>>> jako něco,
>>> co má teplotu maximálně jako okolí. Výrazně studenější než okolní 
>>> deska.
>>> Takže je jasné, že to musí způsobovat nízká emisivita lesklého hliníku.
>>>
>>> A teď co to fyzikálně znamená?
>>> Znamená to, že stříbrný hliníkový chladič vyzařováním skutečně neodvede
>>> prakticky nic? Tedy jen tolik, co by odpovídalo té studené barvě?
>>>
>>> U chladiče s malými žebry bych čekal, že odvod tepla zářením a 
>>> prouděním
>>> bude (při vysoké emisivitě) skoro 1:1. Nebo se pletu?
>>> A tom případě pak u stříbrného chladiče prakticky ta složka záření 
>>> kompletně
>>> odpadá. Tedy účinek bude poloviční, než by byl s černým matných 
>>> chladičem.
>>> Takže než stříbrný chladič s nízkými žebry, možná celkově líp vyjde 
>>> černé
>>> pouzdro chipu. U vysokých žeber už by to pak nahnalo to proudění.
>>>
>>> A pak co s tím? Asi je logické, že je termokamera takto náchylná na 
>>> emisivitu.
>>> Jenže v praxi se dost obtížně dá dosáhnout u měřeného objektu její 
>>> sjednocení.
>>> Takže pak to měření v mnoha případech bude  naprosto k ničemu.
>>>
>>> Jestli tu jsou nějací termokameramani: jak to prosím řešíte?
>>> Hledat pak třeba nějaké průniky tepla okny v zimě bude k ničemu, 
>>> když rám
>>> okna má úplně jinou emisivitu než sklo a než okolní stěna. A podobně.
>>> Ale i při měření nějaké techniky to strašně zkresluje. Když bych 
>>> chtěl hledat
>>> třeba teplotu hliníkových svorek na přípojnici, tak se mi klidně 
>>> můžou jevit
>>> jako velmi studené (když budou nové a lesklé), nebo žhavé (když 
>>> budou staré,
>>> zašlé a matné).
------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20230625/098394a6/attachment.htm>