Моделювання і аналіз тепловідведення в компактних маршрутизаторах: ефективність радіаторів та корпусних перфорацій

Проблема перегріву інформаційних пристроїв для забезпечення бездротового передавання інформації є актуальною у наш час, оскільки конкуренція серед дешевих роутерів не дає можливості додавати до конструкції дорогі системи охолодження по типу елементів Пельтьє, а встановлення вентиляторів може спричинити надмірний шум. У той же час, зростає потужність мініатюрних процесорів для забезпечення високої пропускної здатності. Це призводить до ситуації, коли при температурі навколишнього середовища 30-40 С температура процесора з прилеглими елементами стає вищою за 100 С, і може спричинити вихід з ладу приладу або плавлення корпусу.У даному дослідженні проведено фізико-топологічне моделювання одного з типових маршрутизаторів keenetic KN-1011 для випадку з горизонтальним розташуванням, отримано розподіли потоків повітря через корпус і температури по елементам пристрою для різних варіантів покращення системи охолодження – додавання радіатора різного розміру та додаткової перфорації на тильній стороні.Основні результати дослідження показали, що додавання радіаторів великого розміру та додаткових вентиляційних отворів може значно знизити температуру процесора. Зокрема, за використання радіаторів конструкцій К2 і К3 температура процесора знижувалася до 72 °C та 68 °C відповідно, що суттєво покращує тепловідведення порівняно з базовою конструкцією, де температура процесора досягала 112 °C. Це свідчить про ефективність запропонованих методів охолодження, які дозволяють підтримувати оптимальний температурний режим навіть при високих навантаженнях.Також у статті представлено порівняльний аналіз теплових режимів при різних варіантах охолодження. Окрім геометричних характеристик радіаторів, важливу роль відіграють додаткові вентиляційні отвори, які сприяють циркуляції повітря всередині корпусу. Використання великих радіаторів у поєднанні з перфорацією корпусу дозволило знизити температуру процесора більш ніж на 50 %, що суттєво покращує загальну продуктивність та надійність пристрою.