Mikä on pienin mahdollinen lamellien paksuus ja väli?

Oletko koskaan yrittänyt parantaa jäähdytystä lisäämällä jäähdytyslevyyn lisää lamelleja? Se on houkutteleva ajatus, mutta on olemassa fyysinen raja sille, kuinka ohuita tai lähekkäin lamellit voivat olla.

Suulakepuristetun alumiinin lamellien vähimmäispaksuus on yleensä noin 0,8 mm, ja lähin vakioväli on noin 1,5 mm.

Lamellien koon ja etäisyyksien rajojen ylittäminen ei kuitenkaan ole vain geometriaa - se vaikuttaa kustannuksiin, valmistettavuuteen ja lämpötehokkuuteen. Tarkastellaan, miten nämä tekijät liittyvät toisiinsa.

Miten lamellien väli vaikuttaa jäähdytystehoon?

Vaikuttaa loogiselta: enemmän lamelleja tarkoittaa enemmän pinta-alaa, joten jäähdytystä on enemmän, eikö niin? Ei aina. Jos ilma ei pääse virtaamaan lamellien välistä, kaikki pinta-ala menee hukkaan.

Lamellien väli vaikuttaa suoraan siihen, miten ilma liikkuu jäähdytyselementin läpi. Liian tiukka etäisyys rajoittaa ilmavirtaa, liian leveä etäisyys heikentää pinta-alaa.

Tässä on yksinkertaistettu erittely suhteesta:

Miten lamellien väli vaikuttaa jäähdytykseen

Tärkeimmät näkökohdat

• Osoitteessa luonnollinen konvektio, suurempi väli auttaa ilmaa nousemaan lamellien väliin.
• Osoitteessa pakotettu konvektio, tiiviimmät välit voivat toimia, jos ilmavirta on voimakas.
• Pölyn kertyminen on pahempaa tiukemmilla lamelleilla, mikä johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen pitkällä aikavälillä.

Eräässä asiakasprojektissamme pienensimme lamelliväliä 2,5 mm:stä 1,2 mm:iin odottaen parempia tuloksia. Sen sijaan laite kävi kuumempana, koska ilma jäi jumiin eikä päässyt poistumaan tehokkaasti.

Voidaanko räätälöityjä evärakenteita valmistaa pyynnöstä?

Joskus suunnittelusi tarvitsee jotakin, mitä valmiit jäähdytyselementit eivät pysty tarjoamaan. Ehkä tarvitset kaarevia lamelleja, porrastettuja rivejä tai lisäkorkeutta.

Kyllä, useimmat valmistajat pystyvät valmistamaan räätälöityjä lamellirakenteita, mukaan lukien epätyypilliset paksuudet, muodot ja järjestelyt.

Custom Fin -rakenteiden tyypit

Räätälöintiprosessi

1. Lähetä CAD-piirustus tai luonnos
2. Valmistajan arviot toteutettavuus
3. Työkalut valmistellaan suulakepuristusta tai koneistusta varten.
4. Näytteet sovituksen ja ilmavirran testausta varten

Mitä sinun on tiedettävä

• Räätälöidyt evärakenteet voivat vaatia työkalumaksut
• Vähimmäistilausmäärät ovat yleisiä
• Läpimenoajat voi olla pidempi erikoismuotteja tai liimattuja lamelleja varten.

Autoimme erästä ilmailu- ja avaruusteollisuuden asiakasta suunnittelemaan jäähdytyselementin, jossa on nastojen sijoittelu ja vaihteleva etäisyys. Se paransi jäähdytystä 18%:llä tavanomaiseen puristamiseen verrattuna, vaikka kokoonpano kesti neljä viikkoa ja siihen liittyi mukautetun muotin hinta.

Mitä rajoituksia on olemassa erittäin ohuille alumiinipinnoille?

Ohuemmat siivekkeet vaikuttavat ihanteellisilta - ne säästävät materiaalia, mahdollistavat useamman siivekkeen pinta-alaa kohti ja vähentävät painoa. Liian ohuilla evillä on kuitenkin haittapuolensa.

Erittäin ohuita lamelleja rajoittavat valmistusmenetelmät, rakenteellinen lujuus ja lämpötehokkuuden kompromissit.

Ohuiden alumiinisten evien tärkeimmät rajat

Jopa CNC- tai liimattujen lamellien suunnittelussa on silti kompromissi. Ohuet lamellit lämpenevät nopeasti, mutta ne voivat myös olla hauraita ja alttiita pölyn tukkeutumiselle.

Eräässä tapauksessa asiakas vaati 0,5 mm:n lamelleja räätälöityyn profiiliin. Pystyimme toimittamaan sen vain käyttämällä liimattuja lamelleja, mikä kaksinkertaisti kustannukset ja lisäsi kokoonpanon monimutkaisuutta.

Parantavatko tiukemmat lamellit aina lämmöntuottoa?

On helppo olettaa, että enemmän eviä = parempi suorituskyky. Mutta se on totta vain oikeissa ilmavirtaus- ja lämpökuormitusolosuhteissa.

Tiukemmat lamellit voivat lisätä pinta-alaa, mutta ilman riittävää ilmavirtaa tai väliä ne voivat heikentää jäähdytyselementin suorituskykyä.

Miksi enemmän ei ole aina parempi

Muut tekijät, joilla on enemmän merkitystä

• Fin korkeus ja syvyys vaikuttavat myös pinta-alaan
• Materiaalin johtavuus vaikuttaa lämmön leviämisnopeuteen
• Fin base contact laatu määrittää lämpövirran alkupisteen

Muistan neuvoneeni erästä asiakasta olemaan kiristämättä lamellien välejä passiivisen aurinkosäätimen suunnittelussa. He vaativat 1,0 mm:n väliä. Kuusi kuukautta myöhemmin heillä oli ylikuumenemisongelmia pölyisissä ympäristöissä, ja heidän oli vaihdettava takaisin 2,5 mm:n lamelliväleihin.

Päätelmä

Lamellien etäisyys toisistaan, paksuus ja rakenne vaikuttavat kaikki yhdessä siihen, miten hyvin jäähdytyselementti jäähdyttää. Kyse ei ole vain suuremman metallimäärän lisäämisestä, vaan ilmavirran, pinta-alan ja materiaalirajoitusten tasapainottamisesta. Älykäs suunnittelu voittaa aina arvailun.