ما هو المشتت الحراري ذو الزعنفة الدبوسية؟

ترتفع درجة حرارة العديد من الأجهزة الإلكترونية وتتعطل بسبب سوء التصميم الحراري. إذا كان مشروعك حساسًا لدرجة الحرارة، فأنت بحاجة إلى اختيار المشتت الحراري المناسب مبكرًا.

المشتت الحراري ذو الزعانف المسننة هو مكون تبريد يستخدم مسامير عمودية لتبديد الحرارة من خلال زيادة مساحة السطح وتدفق الهواء. وغالباً ما يستخدم للتخطيطات الكثيفة وتدفق الهواء متعدد الاتجاهات.

إذا كنت تصمم منتجات للأتمتة الصناعية، أو مصابيح LED، أو الإلكترونيات المدمجة، فإن استخدام النوع الصحيح من المشتت الحراري يمكن أن يقلل من معدلات الفشل ويحسن الكفاءة. في هذه المقالة، سأشرح لك ما هو المشتت الحراري ذو الزعانف الدبوسية، وكيف يمكن مقارنته بالأنواع الأخرى، وكيفية اختيار النوع المناسب.

ما هي الزعنفة الدبوسية في نقل الحرارة؟

يسيء الكثير من الناس فهم كيفية عمل الزعانف في الأنظمة الحرارية. الأمر لا يتعلق فقط بالأشكال المعدنية - بل يتعلق بالتحكم في تدفق الهواء وزيادة مساحة التلامس إلى أقصى حد.

الزعنفة الدبوسية في نقل الحرارة عبارة عن عمود أسطواني أو مربع صغير يزيد من مساحة سطح المكوّن لتبديد الحرارة بكفاءة أكبر من خلال الحمل الحراري.

تُستخدم زعانف المسامير لتبريد المكونات التي تولد حرارة، مثل البُرادة أو ترانزستورات الطاقة أو وحدات LED. تعمل هذه المسامير على تفتيت تدفق الهواء، مما يسبب الاضطراب. يزيد الاضطراب من نقل الحرارة عن طريق خلط طبقات الهواء بشكل أكثر فعالية.

الوظائف الرئيسية لزعانف الدبوس

لماذا استخدام الزعانف الدبوسية في القِطع المشكّلة باستخدام الحاسب الآلي بنظام التحكم الرقمي؟

عندما نقوم بتصميم العلب أو الإطارات المصنوعة من الألومنيوم، يحتاج عملاؤنا في بعض الأحيان إلى خصائص حرارية محددة. إذا احتاجت الحرارة إلى تبديد الحرارة بالتساوي في جميع الاتجاهات، فغالبًا ما أوصي بما يلي زعنفة الدبوس¹ الهياكل. وهي مفيدة بشكل خاص عندما يكون للمنتج تدفق هواء لا يمكن التنبؤ به، كما هو الحال في الأجهزة المحمولة باليد أو المغلقة.

ما هو المشتت الحراري ذو الزعنفة؟

يسألني العديد من المشترين الجدد، "هل المشتري الجديد يسألني: "هل المشتت الحراري ذو الزعنفة هو نفسه المشتت الحراري ذو الزعنفة الدبوسية؟ الإجابة هي: ليس تمامًا. كلمة "زعنفة" عامة، بينما "زعنفة الدبوس²" هو نوع واحد من الزعانف.

المشتت الحراري ذو الزعانف هو جهاز يستخدم أسطح ممتدة (تسمى الزعانف) لنقل الحرارة بعيدًا عن مكون مولد للحرارة إلى الهواء المحيط.

الفكرة الأساسية وراء أي هيكل زعنفة هي مساحة السطح. فكلما زادت مساحة السطح، زاد التلامس مع الهواء. وهذا يعني تبريد أفضل.

أنواع الزعانف في المشتتات الحرارية

من خلال تجربتي مع عملاء الأجهزة الطبية، غالبًا ما أستخدم الزعانف الرفيعة المستقيمة عندما يكون الجهاز مزودًا بتدفق هواء قسري (مثل مروحة مدمجة). ولكن عندما يعتمد التبريد على الحمل الحراري الطبيعي، تكون الزعانف الدبوسية أو الزعانف المتوهجة أكثر فعالية.

ما هو الفرق بين المشتتات الحرارية ذات الزعنفة المسننة والزعنفة اللوحية؟

يريد الكثير من المهندسين الذين نعمل معهم موازنة التكلفة, تصميم تدفق الهواء³والبصمة. ولكن عند الاختيار بين المشتتات الحرارية ذات الزعانف المسامير والألواح ذات الزعانف اللوحية، يجب أن تأخذ في الاعتبار بيئة تدفق الهواء لديك.

تستخدم المشتتات الحرارية ذات الزعانف الدبوسية دبابيس عمودية للتبريد متعدد الاتجاهات، بينما تستخدم المشتتات الحرارية ذات الزعانف اللوحية ألواحًا مسطحة لتدفق الهواء الموجه وهي أكثر كفاءة في ظل الحمل الحراري القسري.

مقارنة من رأس برأس

متى أوصي بكل نوع من الأنواع؟

عندما يصمم العميل جهازًا صغير الحجم بدون مساحة لمروحة - مثل جهاز قابل للارتداء أو كاميرا صغيرة - أقترح زعانف ذات زعانف دبوسية. ولكن إذا كانوا يستخدمون التبريد النشط (مثل مروحة في وحدة تحكم صناعية)، فعادةً ما أختار زعانف ذات زعانف مثبتة.

ما هي أنواع المشتتات الحرارية؟

في بعض الأحيان يعتقد المشترون أن جميع البالوعات الحرارية متشابهة، ولكن هناك العديد من الأنواع. قد يؤدي اختيار النوع الخاطئ إلى ارتفاع درجة الحرارة أو إهدار الميزانية.

تشمل الأنواع الرئيسية للمشتتات الحرارية الزعنفة الدبوسية، والزعنفة اللوحية، والزعنفة المطوية، والزعنفة الملتصقة, زعنفة مقصوصة⁴والمغاسل بمساعدة الأنابيب الحرارية. كل نوع يناسب تدفق هواء معين وظروف مساحة محددة.

الأنواع الشائعة للمشتتات الحرارية

كيف أساعد العملاء على اختيار النوع المناسب

عادةً ما أبدأ بالسؤال عما يلي:

• حالة تدفق الهواء: هل توجد مروحة أم أنه حمل حراري طبيعي؟
• حدود الحجم: ما المساحة المتوفرة لدينا للزعانف؟
• ناتج الطاقة: ما مقدار الحرارة التي يجب إزالتها؟
• التوجيه: هل المشتت الحراري عمودي أم أفقي؟

بناءً على ذلك، أوصي بالهيكل الذي يوازن بين الأداء والتكلفة. على سبيل المثال، قد يستخدم المستشعر الصحي القابل للارتداء زعنفة صغيرة مقشورة. قد يستخدم مضخم طاقة صناعي بالوعة حرارية ذات زعنفة ملتصقة مع أنبوب حراري.

الخاتمة

يعتمد اختيار التصميم الصحيح للمشتت الحراري - خاصةً الزعنفة ذات الدبوس مقابل زعنفة اللوحة - على تدفق الهواء والتطبيق والمتطلبات الحرارية. يمكن أن يوفر لك الحصول على التصميم الصحيح إعادة العمل ومشاكل السخونة الزائدة.