Re: Chladič, emisivita a termokamera

[Pavel Hudeček]

"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/20230625/092437f9/attachment.htm>