Какво представлява радиатор с перка?
Много електронни устройства прегряват и се повреждат поради лош термичен дизайн. Ако проектът ви е чувствителен към температурата, трябва отрано да изберете правилния радиатор.
Топлоотделящият радиатор е охлаждащ компонент, който използва вертикални щифтове за разсейване на топлината чрез увеличаване на повърхността и въздушния поток. Често се използва за гъсто разположение и многопосочен въздушен поток.
Ако проектирате продукти за индустриална автоматизация, светодиоди или компактна електроника, използването на правилния тип радиатор може да намали броя на отказите и да подобри ефективността. В тази статия ще опиша какво представлява радиаторът с перка, как се сравнява с други видове и как да изберете правилния.
Какво представлява перката при преноса на топлина?
Много хора не разбират правилно работата на ребрата в термичните системи. Не става въпрос само за метални форми - става въпрос за контролиране на въздушния поток и увеличаване на контактната площ.
В областта на топлопреноса перка е малка цилиндрична или квадратна стойка, която увеличава площта на повърхността на компонент, за да разсейва топлината по-ефективно чрез конвекция.
Ребрата на щифтовете се използват за охлаждане на компоненти, които генерират топлина, като например чипове, захранващи транзистори или светодиодни модули. Тези щифтове разкъсват въздушния поток, като предизвикват турбуленция. Турбулентността увеличава топлообмена чрез по-ефективно смесване на слоевете въздух.
Основни функции на щифтовете
| Функция | Описание |
|---|---|
| Увеличаване на площта на повърхността | По-голямата площ означава, че повече топлина може да се пренесе от метала към околния въздух. |
| Насърчаване на турбулентността | Създава прекъсване на въздушния поток, за да подобри конвекцията. |
| Активиране на многопосочно охлаждане | Работи добре, дори ако въздухът не се движи в права линия. |
Защо да използваме щифтове в CNC-обработени части?
Когато проектираме алуминиеви корпуси или рамки, понякога клиентите ни изискват специфични термични свойства. Ако топлината трябва да се разсейва еднакво във всички посоки, често препоръчвам перка на щифт1 структури. Те са особено полезни, когато продуктът има непредсказуем въздушен поток, като например при ръчни или затворени устройства.
Какво представлява радиатор с перка?
Много нови купувачи ме питат: "Топлоотделяща перка ли е същата като перка с щифт?" Отговорът е: не съвсем. Думата "перка" е обща, докато "перка на щифт2" е един от видовете перки.
Перката на радиатора е устройство, което използва удължени повърхности (наречени перки) за отвеждане на топлината от компонента, генериращ топлина, в околния въздух.
Основната идея на всяка структура на перката е площта на повърхността. Колкото по-голяма е повърхността, толкова по-голям е контактът с въздуха. Това означава по-добро охлаждане.
Видове перки в радиаторите
| Тип на перката | Описание | Приложение |
|---|---|---|
| Права перка | Тънки вертикални стени, често в редици | Насочен въздушен поток, като при вентилаторите |
| Пин Фин | Къси стълбчета, квадратни или кръгли | Омнидиректно охлаждане, компактно пространство |
| Раздута перка | По-широки разстояния в краищата | Естествена конвекция |
| Декоративни перки | Малки прорези или гънки във всяка перка | Високопроизводителни системи |
В опита ми с клиенти, работещи с медицински устройства, често използвам тънки прави ребра, когато устройството има принудителен въздушен поток (например вграден вентилатор). Но когато охлаждането зависи от естествената конвекция, много по-ефективни са щифтовите или разклонените ребра.
Каква е разликата между радиаторите с щифтови ребра и радиаторите с пластинчати ребра?
Много от инженерите, с които работим, искат да балансират разходите, дизайн на въздушния поток3и отпечатък. Но когато избирате между радиатори с щифтови и пластинчати ребра, трябва да вземете предвид средата на въздушния поток.
В радиаторите с щифтови ребра се използват вертикални щифтове за многопосочно охлаждане, докато в радиаторите с пластинкови ребра се използват плоски пластини за насочен въздушен поток и са по-ефективни при принудителна конвекция.
Сравнение на глава с глава
| Функции | Pin Fin радиатор | Плоча Fin радиатор |
|---|---|---|
| Посока на въздушния поток | Многопосочен | Линейна/насочена |
| Площ на повърхността | Висока (многопосочни перки) | Висока (в зависимост от плътността) |
| Идеален за | Естествена конвекция или случаен въздух | Принудителен въздушен поток (вентилатори) |
| Производствен процес | По-сложни (CNC или леене) | По-лесно (екструдиране, CNC) |
| Разходи | Обикновено по-високи | Като цяло по-ниски |
Кога препоръчвам всеки тип?
Когато клиентът проектира компактно устройство без място за вентилатор - например носимо устройство или малък фотоапарат - предлагам щифтови ребра. Но ако се използва активно охлаждане (като вентилатор в индустриален контролер), обикновено избирам пластинчати ребра.
Какви са видовете радиатори?
Понякога купувачите смятат, че всички радиатори са еднакви, но има много видове. Изборът на неправилен тип може да доведе до прегряване или загуба на бюджет.
Основните типове радиатори включват щифтови ребра, пластинкови ребра, сгънати ребра, залепени ребра, срязана перка4, както и радиатори с помощта на топлинни тръби. Всеки тип е подходящ за определен въздушен поток и условия на пространството.
Общи типове радиатори
| Тип | Описание | Общ случай на употреба |
|---|---|---|
| Пин Фин | Малки щифтове с форма на блокче | Естествена конвекция, тесни пространства |
| Плоча Fin | Вертикални плоски плочи | Системи с принудителен въздушен поток |
| Скована перка | Плавници, изрязани директно от масивен блок | Високопроизводителни, компактни устройства |
| Сгъната перка | Тънки метални листове, сгънати във форми на перки | Леки и евтини приложения |
| Облигации Fin | Плавници, залепени или запоени към основата | По-големи единици, персонализирани дизайни |
| Топлинна тръба | Тръби с работен флуид за ефективен пренос на топлина | Висока степен на топлопреминаване, неравномерно топлинно натоварване |
Как помагам на клиентите да изберат правилния тип
Обикновено започвам със следните въпроси:
- Състояние на въздушния поток: Има ли вентилатор или е с естествена конвекция?
- Ограничения на размера: Колко място имаме за перки?
- Изходна мощност: Колко топлина трябва да се отстрани?
- Ориентация: Вертикален или хоризонтален е радиаторът?
Въз основа на това препоръчвам структурата, която балансира производителността и разходите. Например, за здравния сензор, който може да се носи, може да се използва малка наклонена перка. За промишлен усилвател на мощност може да се използва радиатор със залепена перка и топлинна тръба.
Заключение
Изборът на правилния дизайн на радиатора - особено на щифтовете спрямо пластинчатите ребра - зависи от въздушния поток, приложението и топлинните изисквания. Правилният избор може да ви спести преработка и проблеми с прегряването.
-
Разгледайте тази връзка, за да разберете механиката и ползите от щифтовите ребра за повишаване на ефективността на топлопренасянето.↩
-
Научете повече за радиаторите с щифтови ребра и техните уникални предимства при компактните решения за охлаждане.↩
-
Научете как дизайнът на въздушния поток влияе върху работата на радиатора, което е от решаващо значение за избора на правилния тип за вашия проект.↩
-
Научете повече за радиаторите с изрязани ребра и защо те са предпочитани за високопроизводителни и компактни устройства.↩
