Millised on kõige levinumad soojuskaitsekonstruktsioonid?

Elektroonilised komponendid tekitavad soojust. Kui need üle kuumenevad, siis lähevad nad rikki. Kuidas saame neid siis jahedana hoida? Lahendus on soojusradiaatorid - kuid kõik soojusradiaatorid ei ole võrdsed.

Kõige levinumad jahutusradade konstruktsioonid on sirge-, pin-, ristlõike-, laiendatud- ja soojatorude integreeritud konstruktsioonid. Iga struktuur käsitleb õhuvoolu, ruumi ja soojuskoormust erinevalt.

Erinevad konstruktsioonid toimivad erinevates tingimustes paremini. Kui soovite parandada oma toote jahutust, peate mõistma, kuidas need struktuurid käituvad.

Mille poolest erinevad tiib- ja sirge uime konstruktsioonid?

Liiga kuum, et sellega hakkama saada? Probleem võib olla teie jahutussüsteemis. Pin-fin ja straight-fin jahutusalused on kõikjal olemas - kuid milline neist on teie seadme jaoks õige?

Pin-fin-külmikud pakuvad mitmesuunalist õhuvoolu ja suuremat pindala tihedust, samas kui sirgjooneline konstruktsioon võimaldab väiksemat rõhulangust ja suunatud õhuvoolu tõhusust.

Tüüpi- ja sirge-uime konstruktsioonid näevad väga erinevad välja ja ka nende jõudlus on erinev. Sirged uimed on pikad ja paralleelsed. Nad juhivad õhuvoolu ühes suunas, mis töötab suurepäraselt, kui õhk liigub sirgjooneliselt. Pin-kiiludega jahutusradiaatorid seevastu kasutavad palju väikeseid alusele paigutatud kolonne. See võimaldab õhuvoolu mitmest suunast.

Võrdlustabel: Pin-Fin vs Straight-Fin

Pin-fin valamud toimivad sageli paremini sundkonvektsiooni (ventilaatorite) korral, kus rohkem õhku surub läbi. Siiski on neil suurem vastupidavus. Kui kasutate passiivset jahutust või madalat õhuvoolu, võib olla parem sirgjooneline valamu. Samuti on sirgeid lamelle lihtne valmistada ekstrusiooni abil, mis hoiab kulud madalal.

Milline jahutusradiaatori struktuur sobib kõige paremini kompaktsete ruumide jaoks?

Kitsad ruumid, kitsad tähtajad - soojusdisainerid teavad seda valu. Milline soojuskaabel töötab, kui ruumi napib?

Pin-fin-, zip-fin- ja soojatorupõhised jahutusradiaatorid on tänu oma tõhususele ja võimele töötada kitsastes õhuvoolupiirangutes ideaalsed kompaktsete ruumide jaoks.

Kompaktne konstruktsioon nõuab jahutusradiaatorit, mis mahutab palju pinda väikesesse ruumalasse. See ei ole lihtne. Tavalised pressitud ribid ei pruugi sobida või tõhusalt jahutada. Siinkohal on sageli ideaalsed pin-kiilkonstruktsioonid. Need võimaldavad õhuvoolu paljude nurkade alt ja pakuvad palju jahutuspinda.

Kompaktsõbralikud soojuskaevu struktuurid

Kui kõrgus on probleemiks, võimaldavad soojatorud soojuse allikast eemale viia ja seejärel jahutada seda kuskil ruumilisemas kohas. Volditud või tõmblukuga ribid suruvad samasse mahtu rohkem jahutuspinda, kihistades ribid tihedalt.

Kompaktse disaini puhul on iga millimeeter oluline. Seepärast armastavad insenerid paindlikke paigutusi, nagu näiteks pin-fins ja soojusjuhtmete hübriidid.

Miks kasutatakse tänapäevastes soojusradiaatorites soojusjuhtmeid?

Ilmselt olete näinud vaskseid soojusjuhtmeid protsessoritel või graafikakaartidel. Miks on need nüüd nii levinud?

Soojustorusid kasutatakse, sest need levitavad soojust kiiresti, vähendavad kuumade kohtade teket ja võimaldavad paigutada ribid soojusallikast kaugemale. Need parandavad jahutust ilma suurust suurendamata.

Soojatoru on suletud toru, mis on täidetud väikese koguse vedelikuga. Kui üks ots läheb kuumaks, aurustub sees olev vedelik. Aur liigub jahedamasse otsa, kus see kondenseerub. See tsükkel kannab soojust kiiresti üle toru.

Miks soojatorud on mõistlikud

• Ülikõrge soojusjuhtivus: Parem kui tahke vask.
• Levitab soojust suurele pinnale: Hoiab ära kuumad kohad.
• Liikuvad osad puuduvad: Passiivne ja usaldusväärne.
• Kompaktne: Suunab soojust kitsastes konstruktsioonides.
• Orienteerumissõbralik: Töötab enamiku nurkade puhul, eriti kui tegemist on nõgistruktuuriga.

Tänapäeval kombineerivad paljud suure jõudlusega jahutusradiaatorid alusplaate koos soojustorude ja ribimassiividega. See hübriidmeetod tagab nii hea soojusjuhtivuse (toru kaudu) kui ka tugeva konvektsiooni (ribide kaudu).

Näiteks sülearvutites või kompaktsetes arvutites kannavad soojustorud soojust küljele või ülesse paigaldatud ribidesse. See hoiab sisemise paigutuse puhtana ja tõhusana.

Millised on ristlõikeprofiilide eelised?

Uimed on pikad, eks ole? Aga mis siis, kui sa need ära lõikad? Uskuge või mitte, see võib aidata. Ristlõikega uimed on mõeldud õhuvoolu mustrite lõhkumiseks - heas mõttes.

Ristlõikega ribistruktuurid parandavad soojusülekannet, katkestades piirdekihte ja võimaldades rohkem õhuvoolu radu, eriti sügavale ribimassiivi sisse.

Sirge vineeriga konstruktsioonis voolab õhk läbi vineeride vaheliste kanalite. Kuid nende kanalite sees aeglustub õhk. Mida sügavamale te lähete, seda vähem toimub jahutus. Rippide ristlõikamine lahendab selle probleemi.

Kuidas ristlõiked parandavad jahutust

• Häirib seisvat õhku: Lõiked katkestavad piirikihid.
• Lühendada juhtimisteed: Iga uime segment on tõhusam.
• Võimaldab mitmesuunalise õhu juurdepääsu: Aitab turbulentse või osalise õhuvoolu korral.
• Parandada madala kiirusega õhuvoolu jõudlust: Rohkem võimalusi õhu väljumiseks ja sisenemiseks.

Sellega kaasneb aga kompromiss. Ristlõiked võivad veidi suurendada õhuvoolutakistust ja liiga palju lõikeid vähendavad uime tugevust või soojusmassi.

Tabel: Ristlõikega vs. standardne uimed

Võite mõelda ristlõikedest kui mõlemast maailmast parimast - neid on lihtne valmistada nagu sirgeid uime, kuid nende jõudlus on lähemal pin-uimedele.

Kokkuvõte

Erinevad jahutusradade struktuurid pakuvad erinevaid termilisi eeliseid. Oma osa mängivad nii pin-ribid, soojatorud, ristlõiked kui ka kompaktsed ribid. Õige valimine sõltub õhuvoolust, ruumist ja soojuskoormusest.