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散热器是黑色好还是白色好?

2020/4/30 标签:散热器是黑色好还是白色好 阅读:52次

插片散热器

     在工作的过程中,很多人说散热器要做阳极,但是搞不清楚黑色好还是白色好。下面我就做了一个分析:
     其实这个问题关键是辐射率的问题,在工业中,白色和黑色的阳极氧化使用的药水是不同的,那它们表面的属性是一样的吗?我们假设是一样的。都为0.85。那有两种工况需要讨论:
     散热器不暴露在大气中:比如笔记本,PC电源。这种情况下,问题就简单了,散热器是白色和黑色都无所谓,因为它们的辐射率是相同的,不论是强制散热器还是自然散热,其表面的辐射热交换量是相同的。
     散热器暴露在大气中:比如工控机,LED路灯。这时就需要考虑太阳辐射了。思维实验:相同吸收率阳极氧化的2种散热器,一个反射全部可见光为白 色,一个吸收全部可见光为黑色。在纯可见光(比如LED灯)的暴晒下,他们的温度哪个高?答案当然是黑色比较高,因为它吸收全部可见光啊,吸收了能量, 没有机械能,必然内能增加。那把白色和黑色放在太阳光下呢?可见光对白色不做功,而其他波长的电磁波(红外,紫外)白色和黑色都照单全收,所以白色的温度 还是比黑色低。那,会低多少呢?这个就要计算可见光对黑色物质做了多少功,需要知道的物理量有:比热容,质量,可见光的频率,波长等参数。比较复杂,不做 讨论。
    所以,各种情况下,看起来白色的散热器都可以通吃。但不要忘记我们的前提:白色和黑色氧化在散热器表面的辐射率是相同的。
    那为什么大家都说黑色的好呢?有几点原因:
    “黑体”辐射率最大的概念使某些外行想当然的以为黑色的阳极氧化辐射率高。
    不排除某种工艺使黑色的辐射率高于白色。
   附几点常识:
   可见光的波长约为0.38-0.76μm。
   工业上,2000K以下温度的物体发出的波长为0.38-100μm。
   太阳是一个高温辐射源,太阳电磁辐射中99.9%的能量集中在红外区,可见光区和紫外区。其波长范围大约为0.295~2.5μ。短于0.295 μm和大于2.5 μm波长的太阳辐射,因地球大气中臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收,不能到达地面。所以我们一般只讨论0.295~2.5μ的波长范围。
    物体本身的颜色:如果一个物体看起来是白色,那表示它表面的物质反射了所有的可见光,(但还是吸收热辐射)。如果它看起来是黑色,那表示它表面的物质吸收了所有的可见光,(但仍会发出热辐射)。
    电子散热器表面处理除了阳极氧化还有喷粉,喷漆等。各有优劣。

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