Каква е минималната възможна дебелина на ребрата и разстоянието между тях?

Опитвали ли сте се някога да подобрите охлаждането, като натъпчете повече ребра в радиатора си? Идеята е примамлива, но има физическо ограничение за това колко тънки или близки могат да бъдат тези ребра.

Минималната дебелина на ребрата за екструдиран алуминий обикновено е около 0,8 mm, а най-близкото стандартно разстояние между ребрата е около 1,5 mm.

Но разширяването на границите на размера и разстоянието между ребрата не е само геометрия - то влияе върху разходите, възможността за производство и топлинните характеристики. Нека разгледаме как всички тези фактори са свързани.

Как влияе разстоянието между ребрата върху ефективността на охлаждане?

Изглежда логично: повече ребра означават по-голяма повърхност, а това означава по-добро охлаждане, нали? Не винаги. Ако въздухът не може да преминава между ребрата, цялата тази повърхност се губи.

Разстоянието между ламелите влияе пряко върху движението на въздуха през радиатора. Твърде тясно - въздушният поток се ограничава; твърде широко - губи се повърхностна площ.

Ето една опростена разбивка на връзката:

Как разстоянието между перките влияе на охлаждането

Основни съображения

• В естествена конвекция, по-голямото разстояние помага за издигането на въздуха между ребрата.
• В принудителна конвекция, ако въздушният поток е силен, могат да се използват и по-малки разстояния.
• Натрупването на прах е по-лошо при по-тесни ребра, което води до дългосрочен спад на производителността.

В един от проектите на нашите клиенти намалихме разстоянието между ребрата от 2,5 мм на 1,2 мм, очаквайки по-добри резултати. Вместо това устройството работеше по-топло, защото въздухът се задържаше и не можеше да излиза ефективно.

Могат ли да се изработят нестандартни структури на ребрата по заявка?

Понякога дизайнът ви се нуждае от нещо, което готовите радиатори не могат да предложат. Може би ви трябват извити ребра, шахматно разположени редове или допълнителна височина.

Да, повечето производители могат да изработят структури на ребрата по поръчка, включително нестандартни дебелини, форми и разположение.

Видове потребителски структури Fin

Процес на персонализиране

1. Подаване на CAD чертеж или скица
2. Прегледи на производителя осъществимост
3. Инструменталната екипировка се подготвя за екструдиране или механична обработка
4. Проби за тестване на прилягането и въздушния поток

Какво трябва да знаете

• Възможно е да са необходими персонализирани структури на перките. такси за инструментална екипировка
• Минимални количества за поръчка са често срещани
• Време за изпълнение може да бъде по-дълъг за специални матрици или залепени ребра

Помогнахме на клиент от аерокосмическата индустрия да проектира радиатор с разположение на щифтовете и променливо разстояние. Той подобри охлаждането със 18% в сравнение със стандартното екструдиране, въпреки че настройката отне четири седмици и имаше цена на матрицата по поръчка.

Какви са ограниченията за ултратънките алуминиеви перки?

По-тънките перки изглеждат идеални - те спестяват материал, позволяват повече перки на площ и намаляват теглото. Но прекалено тънките перки имат и недостатъци.

Свръхтънките ребра са ограничени от производствените методи, структурната здравина и компромисите в областта на топлинната ефективност.

Основни ограничения на тънките алуминиеви перки

Дори при дизайна на перки с ЦПУ или с лепене все още има компромис. Тънките ребра се нагряват бързо, но също така могат да бъдат крехки и склонни към запушване с прах.

В един от случаите клиентът настоява за 0,5-милиметрови ребра в персонализиран профил. Можехме да го осигурим само с помощта на залепени ламели, което удвои цената и усложни монтажа.

Дали по-тесните ребра винаги подобряват разсейването на топлината?

Лесно е да се предположи, че повече перки = по-добра производителност. Но това е вярно само при подходящи условия на въздушния поток и топлинното натоварване.

По-тесните ребра могат да увеличат площта на повърхността, но без достатъчен въздушен поток или разстояние между тях те могат да намалят производителността на радиатора.

Защо повече не винаги е по-добре

Други фактори, които имат по-голямо значение

• Височина и дълбочина на перката също влияе върху площта на повърхността
• Проводимост на материала влияе върху скоростта на разпространение на топлината.
• Контакт с основата на перката качеството определя началната точка на топлинния поток

Спомням си, че посъветвах един клиент да не увеличава разстоянието между перките при проектирането на пасивен слънчев контролер. Те настояваха за разстояние от 1,0 mm. Шест месеца по-късно те имаха проблеми с прегряването в запрашена среда и трябваше да преминат отново към разстояние 2,5 мм.

Заключение

Разстоянието между ламелите, дебелината и структурата - всички те работят заедно, за да определят колко добре се охлажда радиаторът. Не става дума само за вкарване на повече метал - става дума за балансиране на въздушния поток, площта и ограниченията на материала. По-интелигентният дизайн винаги печели пред догадките.