¿Cómo afectaría un cambio en la temperatura ambiente a un radiador?

Tengo curiosidad si tiene un radiador o digamos un bloque de metal (digamos que es cobre ya que tiene la conductividad térmica más alta) y en un lado hay un procesador que produce calor.

En reposo, el procesador calienta el bloque a 50 °C y el bloque mide 120 mm x 120 mm. La temperatura ambiente de la habitación es de 22,2 °C. Pones un ventilador en el bloque (120 mm x 120 mm a 1000 RPM) y enfría el bloque a 40 °C. Ahora baje la temperatura ambiente de 2 grados C a 20,2 °C.

¿Tendría efecto el cambio completo en la temperatura ambiente sobre el bloque de aluminio? ¿Tendría menos efecto debido a la eficiencia de los bloques? El calor del procesador es constante y el ventilador que sopla en el bloque es constante.

Respuestas (2)

Supongamos que hay una conductividad térmica excelente desde el calentador hasta el bloque y desde el bloque hasta la superficie interna del radiador.

Este es un radiador convectivo. La tasa de transferencia de energía térmica depende linealmente de la diferencia de temperatura entre el bloque y el aire (ya que mantienes otras cosas fijas). Todo el sistema alcanzará un equilibrio en el que la tasa total de transferencia de calor al aire sea igual a la potencia del calentador. La temperatura del bloque aumentará lo suficiente por encima de la temperatura del aire para lograr el flujo de calor necesario.

Entonces, resumiendo, sí, si enfrías el aire dos grados, harás que el bloque se enfríe dos grados.

¡Hola Mike, gracias por responder a la pregunta! Si no le importa, me gustaría aclarar algunas cosas: para simplificar el diseño, diga que solo tiene los procesadores [P] directamente en contacto con el bloque [B] y luego el ventilador justo en el bloque [F] - [P ][B][F]: ¿está diciendo que un cambio en la temperatura ambiente (el aire que sale del ventilador) daría como resultado un cambio igual en la temperatura de los bloques? ¿Ningún cambio en la temperatura sería una pérdida para la eficiencia de los bloques al realizar el cambio? ¿No jugaría un papel la velocidad del aire? Gracias de nuevo Mike, agradezco la respuesta y espero no haber hecho esto más confuso.
@ Gk3Biz: Piense en ello como una resistencia eléctrica alimentada con una corriente constante (energía térmica). Entonces aparecerá un voltaje constante (diferencia de temperatura) a través de él. Si aumenta la velocidad de su ventilador, eso es como reducir la resistencia, lo que le brinda menos diferencia de voltaje (temperatura). En general, los equipos eléctricos, como los motores, tienen un aumento de temperatura nominal por encima de la temperatura ambiente para disipar el calor que producen.
@ Gk3Biz: el flujo de aire inducido por el ventilador afecta la convección (que se ve afectada por el número de Nusselt ).

El flujo de aire, la eficiencia del bloque, etc. tienen un efecto. Si supone una eficiencia del 100 %, un suministro infinito de aire 2 grados más frío, etc., entonces una caída de 2 grados en el aire de refrigeración daría como resultado una caída de 2 grados en la temperatura del bloque. Sin embargo, lo más probable es que sea una caída de 1 grado (suponiendo una eficiencia del 50 %).