¿El color de la pintura importa en un disipador de calor?

No pintes los disipadores de calor. La capa de pintura actuará como un aislante entre el metal y el aire, reduciendo su capacidad para disipar el calor.

Anodizando un disipador de calor es un problema menor. La capa de anodización es mucho más delgada que la pintura (algunos micrómetros en aluminio, por ejemplo), por lo que presenta una resistencia térmica mucho menor que la pintura.

El color de la pintura no tendrá un efecto significativo en el enfriamiento a menos que los diferentes colores de la pintura sean más delgados o más gruesos que los otros, o si el disipador de calor está expuesto a la luz solar directa.     

Sí, el negro tiene la emisividad más alta (también absorbe la radiación, mejor reciprocidad, o la ley de radiación térmica de Kirchoff). Tenga en cuenta que tiene que ser "negro" en las longitudes de onda relevantes, que no necesariamente corresponden a ser negro en el espectro visible.

Eso significa que la transferencia de calor por radiación se maximizará si la emisividad se acerca a 1 (cuerpo negro). Si el disipador de calor "ve" en su mayoría cosas más frías, tendrá mejor enfriamiento, y si ve cosas más calientes, no se enfriará también.

Sin embargo, la transferencia de calor por radiación generalmente no es tan significativa en comparación con la transferencia de calor conducida y (generalmente más importante para los disipadores de calor de semiconductores en ambientes normales) la transferencia de calor por convección. Por lo general, el color no es tan importante en comparación con el diseño de dinámica de fluidos de cómo fluye el aire sobre las aletas y cómo se conduce el calor a las aletas. Las aletas en su mayoría "ven" otras aletas, por lo que la radiación tiene aún menos efecto.

Para los que diseñamos aparatos electrónicos que tienen que sobrevivir en el vacío y / o en el espacio o en altitudes muy altas, existen excepciones, y si el elemento que se está calentando (o lo que ve) es muy caliente, la radiación puede ser más importante. (4ª potencia de la temperatura).

Una situación de ejemplo en la que un disipador de calor brillante (baja emisividad) podría ser superior sería un disipador térmico de regulador de voltaje en vista directa de un calentador, una lámpara incandescente o un tubo de vacío.

Cualquier color de tinte que te guste se puede aplicar al anodizar, o ninguno, lo que se llama anodizado "claro". Normalmente, el aluminio oxidado (no es no un recubrimiento) es una capa aislante bastante delgada, pero en algunos casos puede tener un grosor de más de unas pocas milésimas de pulgada.

Editar:Hagamosuncálculodefondodelaenvolventeparaverquétansignificativaeslaradiación.Asumiréunmodelo 530002B02500G del disipador térmico de Aavid Thermalloy. Tiene un índice de convección natural de 2.6 grados C por vatio, que creo que tiene un aumento de 70 grados C sobre la temperatura ambiente.

Entonces, si su temperatura ambiente es de 25 grados C y el disipador de calor está a 95 grados C, la potencia total disipada será de 27W.

¿Cuánto de eso se debe a la radiación? Podemos tratar el disipador de calor (solo para fines de acoplamiento radiativo *) como un bloque de dimensiones de 64 mm x 25 mm x 42 mm (ignorando la muesca) que representa un área de superficie de 0,011 metros cuadrados.

La pérdida de calor debida a la radiación (suponiendo una emisividad de 1) es

\ $ q = \ sigma A (T_H ^ 4 - T_C ^ 4) \ $, donde \ $ \ sigma \ $ es la constante de Stefan-Boltzmann ~ 5.7E-8 (y las temperaturas están en Kelvin)

Sustituyendo en los valores obtenemos un flujo de calor de 6.4W debido a la radiación a una temperatura del disipador térmico de 95 ° C y 25 ° C a temperatura ambiente, por lo que menos del 25% se debe a la radiación en condiciones óptimas para maximizar la pérdida de radiación. Es más probable que tengamos algo de convección forzada y que la pérdida de calor por radiación sea menor nuevamente. Un disipador de calor que está más cerca de un cubo también tendría menos pérdida de calor debido a la radiación. No lo suficientemente bajo como para ser ignorado, pero no dominante.

• Para la radiación, las circunvoluciones del disipador de calor "ven" otras superficies del disipador de calor principalmente, por lo que un bloque de las dimensiones externas es correcto para la radiación (a una primera aproximación). En realidad, tienen un efecto al hacer que la emisividad efectiva se acerque más a 1.0 que a la superficie en sí misma, ya que parte de la luz que no se absorbe rebotará en otras superficies y tendrá otra oportunidad de ser absorbida (y lo mismo a la inversa, por supuesto, para la radiación de Calor, pero es más fácil imaginar la absorción de la luz porque podemos ver la luz visible y no podemos ver las longitudes de onda IR que emite el disipador de calor a temperaturas razonables. Si el disipador de calor se ilumina en rojo, amarillo o azul blanco, es probable que tenga otros. problemas).

Solía vender recubrimientos de alto rendimiento, incluidos los recubrimientos para la gestión térmica, y esto no es una pregunta sencilla. Por ejemplo, un proveedor fabricó dos recubrimientos que eran ambos de color negro mate con un grosor de película seca recomendado de menos de dos mil y uno fue diseñado para ser un aislante y el otro fue diseñado para ser un recubrimiento disipativo térmico. Los casos de uso recomendados fueron los colectores de escape y las pinzas de freno respectivamente.

Tenía los disipadores térmicos recubiertos y realicé algunos experimentos y descubrí que, con diferenciales de baja temperatura, el disipador térmico vacío funcionaba mejor, seguido del aislante y el recubrimiento radiante era el peor. En los diferenciales de alta temperatura, el revestimiento emisivo demostró que vale la pena superar a los metales desnudos y el revestimiento aislante también se volvió más efectivo para reducir la transferencia de calor.

También jugué un poco con otros recubrimientos, como pinturas convencionales que eran todos aislantes hasta que se incendiaron, y un recubrimiento aislante grueso que fue el mejor aislante hasta que se derritió.

Conclusión: depende de la temperatura, la transferencia de calor necesaria y otros factores. ¿Qué recubrimiento es el mejor para sus necesidades, pero usar una pintura estándar nunca ayudará a un disipador de calor?

Las superficies metálicas brillantes son extremadamente buenas para reflejar, extremadamente pobres para emitir radiación. Cualquier cosa (casi cualquier cosa) con la que los pintes mejorará la radiación de calor.

Las superficies pintadas de negro absorberán mejor la luz solar, porque la mayor parte de la energía de la luz solar está alrededor del espectro visible. Pero a menos que su disipador de calor esté tan caliente que brille, no emitirá mucha radiación en el espectro visible, por lo que su color para el ojo es completamente irrelevante.

Los disipadores térmicos con ventilación pasiva que no están encerrados en un contenedor reflectante emiten una cantidad significativa de radiación. Lo siento, no tengo los números a la mano, pero es menos del 50%. Para las aletas paralelas que son del mismo color, la radiación se equilibra con la absorción, por lo que el color de la aleta interna no importa mucho, pero para las superficies expuestas sí importa.

Por esta razón, verá que los disipadores de calor de aire forzado dentro de su computadora a menudo no tienen pines anodizados negros.

Los disipadores de calor de aluminio expuesto deben pintarse / anodizarse de todos modos, para evitar la corrosión, de lo contrario, deberá incluir instrucciones como "no usar con 1000 yardas de la orilla del mar"

La propiedad que probablemente está buscando es emisividad.

Hay 3 procesos principales a través de los cuales se transfiere el calor:

• Conducción (movimiento de calor dentro del material)
• Convección (movimiento del calor a través del movimiento del material calentado)
• radiación

La efectividad de cada uno de estos procesos depende de los materiales en cuestión y de la temperatura ambiente. El flujo de calor total es la suma del flujo de calor de cada uno de los procesos en el límite del disipador de aire / calor.

El componente flujo de calor radiativo es proporcional a la emisividad de la superficie, la temperatura al cuarto, y la superficie efectiva.

Eche un vistazo a esta lista práctica de emisiones a temperatura ambiente . / p>

Las emisividades más altas se encuentran en hielo, agua, vidrio, piedra caliza y pintura (incluido el blanco); Tenga en cuenta que todos esos no son negros. De hecho, parece que, aparte de los metales pulidos, todos los materiales tienen una emisividad casi ideal.

También, como se señala en la mayoría de las demás respuestas, una capa de pintura actuará como un gran aislante (para la conducción dentro del disipador térmico).

No pinte el disipador de calor, ya que será menos eficiente para irradiar el calor, ya que tendrá una capa adicional que cubrirá su disipador de calor. El disipador de calor negro funciona mejor para irradiar calor, pero tiene una pequeña ventaja porcentual.

Si usa un ventilador para soplar su disipador de calor, el color realmente no importa mucho.

" Me enseñaron que las superficies negras son mejores para irradiar calor. "

Eso no es correcto. Un objeto negro absorbe un espectro más amplio de radiación que un cuerpo de color, pero el color en sí mismo no tiene efecto en la eficiencia de un radiador. Muchos disipadores son negros porque el anodizado negro es un proceso de bajo costo que evita la oxidación y la corrosión. Por cierto, también es un aislante, por lo que si es importante que un transistor esté en contacto eléctrico con su disipador térmico, no puede contar solo con el contacto físico.     

Depende de la conductividad térmica y la radiación de la pintura ...

Si tienes pintura que se irradia bien, puedes mezclar algunos granos para aumentar el área de superficie ... Un gran aserrín metálico de aluminio haría el trabajo ...     

Una superficie negra tanto absorbe como emite mejor que una superficie blanca equivalente. La mejor opción de color depende del entorno que rodea el disipador de calor. Si está en un ambiente frío y oscuro, utilice un disipador de calor negro. Si alguna vez se espera que el dispositivo encuentre un ambiente brillante o calor radiante, use un disipador de calor blanco.