Caracterización de disipadores térmicos mediante el uso de células Peltier bajo condiciones de convección y radiación

Abstract

El desarrollo de los componentes electrónicos depende en cierta medida de la capacidad de disipar el calor que se genera en su interior. Para disipar este calor se pueden colocar matrices o sistemas de aletas y espines con diferentes geometrías, “heatsinks”, en la literatura especializada. En este trabajo se describe la puesta en marcha de un dispositivo experimental para caracterizar dichos disipadores y las células Peltier usadas para simular los componentes electrónicos. Para ello se ha confeccionado una caja aislada del exterior en cuyo interior se sitúan los disipadores sobre los que se ha colocado termopares tipo T. Para simular el comportamiento del componente electrónico se han usado células Peltier, las cuales han sido previamente caracterizadas para conocer su comportamiento ante variaciones de tensión e intensidad. La transferencia de calor tiene lugar en estos sistemas en las tres formas conocidas, conducción, a lo ancho y largo de la base y de las aletas; desde la base y aletas, el calor se disipa por convección natural o forzada, dependiendo si hay o no ventiladores colocados en la parte superior de las aletas; y por radiación térmica hacia el ambiente. La radiación transferida al ambiente es determinada mediante el uso de una cámara termográfica. Se ha observado que la temperatura es uniforme a lo largo de la aleta cuando la convección es libre, aleta isoterma, no siendo así bajo condiciones de convección forzada. Como consecuencia de lo anterior el coeficiente de convección alcanza valores más altos en convección forzada frente a libre.