Какви са най-често срещаните структури на радиаторите?
Електронните компоненти генерират топлина. Когато те се прегреят, се повреждат. Как да ги запазим хладни? Отговорът е радиатори - но не всички радиатори са еднакви.
Най-разпространените структури на радиатора включват конструкции с права перка, перка с щифт, кръстосано изрязване, разширена перка и интегрирани топлинни тръби. Всяка структура се справя по различен начин с въздушния поток, пространството и топлинните натоварвания.
Различните конструкции работят по-добре при различни условия. Ако искате да подобрите охлаждането на вашия продукт, трябва да разберете как се държат тези структури.
По какво се различават конструкциите с перка и с права перка?
Твърде горещо за работа? Проблемът може да е в охладителната ви система. Навсякъде има радиатори с щифтови и прави перки, но кой е подходящ за вашето устройство?
Топлоотводите с щифтови перки предлагат многопосочен въздушен поток и по-голяма плътност на повърхността, докато конструкциите с прави перки позволяват по-ниска загуба на налягане и ефективност на насочения въздушен поток.
Конструкциите с перка и права перка изглеждат много различно, а също така и работят различно. Правите перки са дълги и успоредни. Те насочват въздушния поток в една посока, което работи чудесно, когато въздухът се движи по права линия. От друга страна, радиаторите с щифтови перки използват много малки колони, разположени върху основата. Това позволява на въздуха да тече от няколко посоки.
Сравнителна таблица: Щифт-пирон срещу прав пирон
| Функции | Радиатор Pin-Fin | Радиатор с прави зъби |
|---|---|---|
| Посока на въздушния поток | Многопосочен | Еднопосочен |
| Повърхностна площ Плътност | По-високо ниво | Долен |
| Падане на налягането | По-високо ниво | Долен |
| Съпротивление на потока | По-високо ниво | Долен |
| Най-добър за принудителна конвекция | Да | Понякога |
| Най-добър за естествена конвекция | Понякога | Да |
| Разходи и производство | По-високо ниво | По-ниска (подходяща за екструдиране) |
Мивките с перки често се представят по-добре при принудителна конвекция (вентилатори), при която преминава повече въздух. Въпреки това те имат по-високо съпротивление. Ако използвате пасивно охлаждане или нисък въздушен поток, мивката с прави перки може да е по-добра. Освен това правите ребра са лесни за изработване чрез екструдиране, което намалява разходите.
Топлоотделящите елементи с щифтове позволяват въздушен поток от различни посоки.Истински
Многопосочната геометрия на перките с щифтове позволява на въздуха да преминава около всеки щифт, за разлика от правите перки, които са оптимизирани за еднопосочен поток.
Топлоотводите с прави перки са по-добри за всички условия на въздушния поток.Фалшив
Радиаторите с прави перки работят най-добре, когато въздушният поток е насочен и постоянен. При неравномерен или турбулентен въздушен поток перките могат да ги превъзхождат.
Коя структура на радиатора е най-подходяща за компактни пространства?
Тесни пространства, кратки срокове - топлинните дизайнери познават болката. Какъв радиатор работи, когато няма почти никакво място?
Топлоотводите с щифтови перки, ципове и топлинни тръби са идеални за компактни пространства, благодарение на тяхната ефективност и способност да работят при ограничени въздушни потоци.
Компактните конструкции изискват радиатори, които разполагат с голяма повърхност в малък обем. Това не е лесно. Стандартните екструдирани ребра може да не паснат или да не охлаждат ефективно. Структурите с щифтови перки често са идеални в този случай. Те позволяват въздушен поток от много ъгли и осигуряват голяма охлаждаща повърхност.
Компактни структури на радиаторите
| Тип на структурата | Защо работи в малки пространства |
|---|---|
| Pin-Fin | Голяма повърхност във всички посоки |
| Zipper-Fin | Сгънатите перки спестяват място, като същевременно увеличават площта на повърхността |
| На базата на топлинни тръби | Прехвърля топлината към отдалечените перки, като освобождава място в основата. |
| Микроканали | Изключителна миниатюризация с много фини пътища за охлаждане |
| Плоча с нисък профил | Къси прави перки, идеални за тънки устройства |
Ако проблемът е във височината, топлопроводите ви позволяват да преместите топлината от източника, след което да я охладите на по-просторно място. Сгъваемите ребра или ребрата с цип осигуряват повече охлаждаща площ в същия обем чрез плътно наслояване на ребрата.
Всеки милиметър е от значение при компактните конструкции. Ето защо инженерите обичат гъвкави оформления като щифтови перки и хибриди от топлинни тръби.
Топлинните тръби помагат за разпределяне на топлината от тесните зони към по-отворените области на перките.Истински
Топлопроводите пренасят ефективно топлина на по-голямо разстояние, което позволява поставянето на ребра там, където има повече място.
Правите перки винаги са най-добрият вариант за малки пространства.Фалшив
Правите перки често са твърде обемисти или насочени за компактни или неправилни пространства. В тези случаи по-добре се справят щифтовите перки или топлинните тръби.
Защо в съвременните радиатори се използват топлинни тръби?
Вероятно сте виждали медни топлинни тръби на процесори или графични карти. Защо те са толкова разпространени сега?
Топлинните тръби се използват, защото разпространяват топлината бързо, намаляват горещите точки и позволяват перките да се поставят по-далеч от източника на топлина. Те подобряват охлаждането, без да увеличават размера.
Топлинната тръба представлява запечатана тръба, пълна с малко количество течност. Когато единият й край се нагрее, течността в нея се изпарява. Парата се придвижва към по-хладния край, където се кондензира. Този цикъл пренася бързо топлина по цялата тръба.
Защо топлинните тръби имат смисъл
- Свръхвисока топлопроводимост: По-добре от твърда мед.
- Разпределя топлината в големи зони на перките: Предотвратява появата на горещи точки.
- Без движещи се части: Пасивен и надежден.
- Компактен: Насочва топлината в тесни конструкции.
- Удобен за ориентация: Работи в повечето ъгли, особено със структурата на фитила.
Днес много високопроизводителни радиатори съчетават базови плочи с топлинни тръби и ребра. Този хибриден метод осигурява както добра проводимост (чрез тръбата), така и силна конвекция (чрез ребрата).
Например в лаптопите или компактните компютри топлинните тръби отвеждат топлината към странично или горно монтирани ребра. Така вътрешното оформление се запазва чисто и ефективно.
Топлопроводите използват фазов обмен за ефективно преместване на топлина без помпи или двигатели.Истински
Те разчитат на изпарение и кондензация в запечатана тръба, които пренасят топлината пасивно и ефективно.
Работата на топлинните тръби изисква активни охлаждащи вентилатори.Фалшив
Топлопроводите са пасивни устройства, които пренасят топлина независимо от въздушния поток, въпреки че конвекцията подобрява производителността.
Какви са предимствата на дизайна на кръстосаните перки?
Плавниците са дълги, нали? Но какво ще стане, ако ги отрежете? Вярвате или не, това може да помогне. Кръстосано изрязаните перки са проектирани така, че да нарушават моделите на въздушния поток - по добър начин.
Кръстосаните структури на ребрата подобряват топлообмена, като разкъсват граничните слоеве и осигуряват повече пътища на въздушния поток, особено дълбоко в масива от ребра.
При дизайна с прави перки въздухът преминава през каналите между перките. Но в тези канали въздухът се забавя. Колкото по-надълбоко влизате, толкова по-слабо е охлаждането. Кръстосаното рязане на ребрата решава този проблем.
Как напречните разрези подобряват охлаждането
- Разрушаване на застоялия въздух: Прекъсва граничните слоеве.
- Съкращаване на пътищата на проводимост: Всеки сегмент на перката е по-ефективен.
- Разрешаване на многопосочен достъп до въздуха: Помага при турбулентен или частичен въздушен поток.
- Подобряване на ефективността на въздушния поток при ниска скорост: Повече пътища за изпускане и навлизане на въздух.
Това обаче е свързано с компромис. Кръстосаните разрези могат леко да увеличат съпротивлението на въздушния поток, а твърде многото разрези намаляват здравината на ребрата или топлинната маса.
Таблица: Кръстосано рязане спрямо стандартни перки
| Функции | Стандартни плавници | Плавници за напречно рязане |
|---|---|---|
| Контрол на граничния слой | Беден | Добър |
| Достъп до въздушния поток | Еднопосочен | Многопосочен |
| Сила на перката | По-силен | Малко по-слабо |
| Производителност на охлаждането | По-ниска (в дълбоките перки) | По-висока (особено при нисък въздушен поток) |
Можете да мислите за напречните срезове като за най-доброто от двата свята - лесни за производство като правите перки, но с характеристики, близки до тези на перките с щифт.
Кръстосаните ребра спомагат за по-добро охлаждане, като нарушават въздушните слоеве и позволяват по-дълбок въздушен поток.Истински
Разрушаването на граничния слой излага вътрешните зони на ребрата на свеж въздух, което подобрява топлообмена.
Кръстосаните ребра са само декоративни и не влияят на топлинните характеристики.Фалшив
Те оказват значително влияние върху движението на въздуха и върху ефективността на преноса на топлина през радиатора.
Заключение
Различните структури на радиатора предлагат различни топлинни предимства. Всяка от тях играе важна роля - щифтови перки, топлинни тръби, напречни разрези и компактни перки. Изборът на правилната зависи от въздушния поток, пространството и топлинното натоварване.
