Miks on ekstrudeeritud alumiiniumist jahutusradiaator populaarne?

Olenemata sellest, kas jahutate protsessorit, võimsuselektroonikat või LED-mooduleid, on jahutusradiaatorid ülekuumenemise vältimiseks hädavajalikud. Kõige levinum valik on pressitud alumiiniumist jahutusradiaatorid, mida kasutatakse seadmetes alates arvutitest kuni tööstuslike ajamiteni.

Pressitud alumiiniumist jahutusradiaatorid on populaarsed, sest pressimine pakub kuluefektiivset tootmist, soojapidavust ja paindlikku disaini.

Ma selgitan, miks see protsess nii hästi toimib, kuidas soojusjuhtivus suunab kuju, millised kohandatud geomeetriad on võimalikud ja kus neid kõige rohkem kasutatakse.

Mis teeb ekstrusiooni ideaalseks jahutusradade jaoks?

Ekstrusioon on võti ökonoomsete ja tõhusate jahutusradade profiilide tootmiseks suurtes kogustes.

Alumiiniumi ekstrusiooniga saab valmistada keerulisi ristlõikeid, tihedaid ribide vahekaugusi ja odavaid tööriistu, mis on kõik kriitilise tähtsusega jahutusradade rakenduste jaoks.

Ekstrusiooni peamised eelised

Kui ma projekteerisin tööstusliku ruuteri jaoks jahutusmassiivi, võimaldas ekstrusioon tuhandeid ribasid õhukese profiili juures - midagi, mis on võimatu mehaanilise töötlemise või valamisega selle hinna juures.

Kuidas mõjutab soojusjuhtivus projekteerimist?

Materjali soojusjuhtivus näitab, kui hästi see levitab soojust, mis on oluline jahutusradiaatori tõhususe seisukohast.

Alumiiniumi kõrge soojusjuhtivus (~205 W/m-K) teeb sellest hea tasakaalu jõudluse, kaalu ja valmistatavuse vahel.

Materjalide võrdlus

Vask juhib soojust peaaegu kaks korda paremini, kuid maksab rohkem ja on raskem. Alumiinium pakub lihtsust, head soojusjuhtivust ja võimalust olla pressitud.

Mõju disainile

• Finnide arv ja vahekaugus: Tihedamad uimed suurendavad pindala. Kuid vahekaugus peab tasakaalustama õhuvoolu ja soojustakistuse.
• Aluse paksus: Paksemad alused vähendavad soojustakistust, kuid suurendavad kaalu.
• Uime kõrgus: Kõrgemad ribid parandavad soojusülekannet, kuid võivad kõikuda või painduda.
• Orienteerumine: Vertikaalsed ribid toetavad loomulikku konvektsiooni; horisontaalsed ribid võivad vajada aktiivset jahutust.

Minu töös LED-massiivide küttekehade puhul lasevad tihedate vertikaalsete lamellidega ekstrudeeritud jahutusradiaatorid valgusdioodidel sama võimsuse juures töötada 30 °C võrra jahedamalt.

Millised kohandatud vormid on võimalikud?

Ekstrusioon võimaldab kujundada mitte ainult ristkülikukujulisi ribasid - see võimaldab peaaegu lõputuid ristlõike variatsioone.

Ekstrudeerida saab peaaegu iga mõistliku keerukusega 2D-ristlõike: jagatud ribid, L-klambrid, soojustorud, klambrid, mitu kanalit ja kinnituspunktid.

Näidisvormid

1. Sirge vöörimassiivid - klassikalised paralleelsed uimed
2. Pin uimed - pressitud tihvtid või ringikujulised postid
3. Kamm- või trepiprofiilid - konkreetse jalajälje või õhuvoolu jaoks
4. Integreeritud paigaldusflanšid - sisseehitatud poldiavad ja kruvipesad
5. Jagatud soojustorude kanalid - integreerida torupinnad otse
6. Hübriidprofiilid - kombineerida uimed šassii osade või klambrite omadustega

Väikeste pukside, kanalite ja kinnitusdetailide lisamine ühte pressitud detaili välistab teisese mehaanilise töötlemise ja kokkupaneku.

Ühel juhul lisasin toitemoodulite jahutusradadele sisseehitatud kinnitussambad, mis säästis 15% kulusid ja kokkupanekuaega võrreldes hilisema klambrite lisamisega.

Millised tööstusharud kasutavad neid kõige rohkem?

Profileeritud alumiiniumist jahutusradiaatorid on kõikjal - arvutitest päikesepaneelideni.

Neid kasutatakse laialdaselt elektroonikas, LED-valgustuses, energiamuundamises, autotööstuses, telekommunikatsioonis ja tööstuslikes masinates.

Tüüpilised tööstuslikud rakendused

Päikeseenergiaelektroonika valdkonnas projekteerisime jahutusplaadi profiili, mis on kerega ümbritsetud ja ühendab jahutusplaadi ja korpuse üheks pressitud osaks. See vähendas kokkupanekuaega ja parandas jahutustõhusust.

?? Sukeldu sügavamale: kuidas kuju mõjutab jahutust

1. Uimed tolli kohta (FPI)

   • Suurem FPI = suurem pindala = parem soojuse hajutamine
   • Kuid liiga palju ribisid piiravad õhuvoolu ja võivad tekitada kuuma punkti tekkimist.

2. Uime paksus

   • Paksemad ribid levitavad soojust paremini, kuid kaaluvad rohkem.

3. Baasi ja uime suhe

   • Ideaalne tasakaal säilitab alussoojuse leviku, pakkudes samas piisavalt pinda

4. Õhuvoolu orientatsioon

   • Loomulik konvektsioon vs. sundõhk (ventilaatorid) mõjutab ribide vahekaugust ja kõrgust.

5. Vahekaugus ja õhuvoolukanalid

   • Profiilid võivad sisaldada sisemisi kanaleid või kammitud paigutusi õhu suunamiseks

Kasutades CFD-analüüsi, optimeerisin pressitud profiili nii, et ventilaatoriga jahutatava LED-i ribid püsiksid 100 W võimsuse juures 3 °C piires baastemperatuurist.

Viktoriin iseendale

Kokkuvõte

• Ekstrusioon on ideaalne jahutusradade puhul: see pakub keerukust, pindala ja kuluefektiivsust.
• Alumiiniumi soojusjuhtivus leiab sobiva punkti jõudluse ja praktilisuse vahel.
• Kohandatud profiilid lahendada reaalseid inseneriprobleeme ja vähendada detailide arvu.
• Tööstusharud alates elektroonikast kuni energeetikani toetuvad igapäevaselt pressitud alumiiniumist jahutusradadele.

Kui soovite abi profiili disaini optimeerimisel, sulamite valimisel või termilise toimivuse kontrollimisel, andke mulle lihtsalt teada!