Mekkora a minimálisan lehetséges uszonyvastagság és -köz?

Próbáltál már úgy javítani a hűtésen, hogy több lamellát tömködsz a hűtőbordába? Ez csábító ötlet, de van egy fizikai korlátja annak, hogy milyen vékonyak vagy közel lehetnek ezek a lamellák.

A minimális lamellavastagság az extrudált alumínium esetében általában 0,8 mm körül van, és a legközelebbi szabványos lamellatávolság körülbelül 1,5 mm.

A lamellaméret és a lamellatávolság határainak feszegetése azonban nem csak a geometriáról szól - hatással van a költségekre, a gyárthatóságra és a hőteljesítményre. Nézzük meg, hogyan kapcsolódnak össze ezek a tényezők.

Hogyan befolyásolja a lamellatávolság a hűtési teljesítményt?

Logikusnak tűnik: több lamella nagyobb felületet jelent, tehát nagyobb hűtést, igaz? Nem mindig. Ha a levegő nem tud áramlani a lamellák között, akkor az összes felület kárba vész.

A lamellák távolsága közvetlenül befolyásolja, hogy a levegő hogyan mozog a hűtőbordán keresztül. Ha túl szűk, a légáramlás korlátozott; ha túl széles, a felület csökken.

Íme a kapcsolat egyszerűsített bontása:

Hogyan befolyásolja a lamellák távolsága a hűtést

Legfontosabb megfontolások

• A oldalon. természetes konvekció, a nagyobb távolság segíti a levegő felemelkedését a lamellák között.
• A oldalon. kényszerkonvekció, szorosabb távolságok is működhetnek, ha a légáramlás erős.
• A porfelhalmozódás rosszabb a szorosabb lamelláknál, ami hosszú távon a teljesítmény csökkenéséhez vezet.

Egyik ügyfelünk projektjében 2,5 mm-ről 1,2 mm-re csökkentettük a lamellák távolságát, jobb eredményeket várva. Ehelyett a készülék melegebben működött, mert a levegő beszorult, és nem tudott hatékonyan távozni.

Készíthetők-e egyedi uszonyszerkezetek kérésre?

Néha a tervezéshez olyasmire van szükség, amit a készen kapható hűtőbordák nem tudnak nyújtani. Talán ívelt lamellákra, lépcsőzetes sorokra vagy extra magasságra van szüksége.

Igen, a legtöbb gyártó képes egyedi lamellaszerkezeteket gyártani, beleértve a nem szabványos vastagságokat, formákat és elrendezéseket is.

Egyedi uszonyszerkezetek típusai

Testreszabási folyamat

1. CAD-rajz vagy vázlat benyújtása
2. A gyártó véleménye a megvalósíthatóságról
3. A szerszámokat extrudálásra vagy megmunkálásra készítik elő
4. Az illeszkedés és a légáramlás vizsgálatához készített minták

Amit tudnia kell

• Egyedi uszonyszerkezetek igényelhetnek szerszámdíjak
• Minimális rendelési mennyiségek gyakoriak
• Átfutási idők hosszabb lehet speciális szerszámok vagy ragasztott lamellák esetén

Segítettünk egy repülőgépipari ügyfélnek egy pin-fin elrendezésű és változó távolságú hűtőbordát tervezni. Ez 18%-vel javította a hűtést a hagyományos extrudáláshoz képest, bár a beállítás négy hetet vett igénybe, és egyedi szerszámköltséggel járt.

Milyen korlátok vannak az ultravékony alumínium lamellák esetében?

A vékonyabb lamellák ideálisnak tűnnek - anyagot takarítanak meg, több lamellát tesznek lehetővé területenként, és csökkentik a súlyt. De a túl vékonyításnak vannak hátrányai is.

Az ultravékony lamellákat a gyártási módszerek, a szerkezeti szilárdság és a termikus hatékonyság kompromisszumai korlátozzák.

A vékony alumínium bordák legfontosabb határai

Még a CNC vagy ragasztott uszonyok esetében is van kompromisszum. A vékony lamellák gyorsan felmelegednek, de törékenyek is lehetnek, és hajlamosak a por eltömődésére.

Az egyik esetben az ügyfél 0,5 mm-es lamellákat kért egyedi profilban. Ezt csak ragasztott lamellákkal tudtuk teljesíteni, ami megduplázta a költségeket és bonyolultabbá tette az összeszerelést.

A szorosabb lamellák mindig javítják a hőelvezetést?

Könnyű azt feltételezni, hogy több uszony = jobb teljesítmény. De ez csak a megfelelő légáramlási és hőterhelési körülmények között igaz.

A szorosabb lamellák növelhetik a felületet, de elegendő légáramlás vagy távolság nélkül csökkenthetik a hűtőborda teljesítményét.

Miért nem mindig jobb a több

Egyéb tényezők, amelyek többet számítanak

• Uszony magassága és mélysége szintén hatással van a felületre
• Anyag vezetőképessége befolyásolja a hő terjedésének sebességét
• Fin alap kontaktus a minőség határozza meg a hőáramlás kezdőpontját

Emlékszem, hogy azt tanácsoltam egy ügyfélnek, hogy ne szigorítsa a lamellatávolságot egy passzív napelemes szabályozó tervezésénél. Ők ragaszkodtak az 1,0 mm-es távolsághoz. Hat hónappal később poros környezetben túlmelegedési problémáik adódtak, és vissza kellett térniük a 2,5 mm-es távolságra.

Következtetés

A lamellák távolsága, vastagsága és szerkezete együttesen határozza meg, hogy egy hűtőborda mennyire jól hűt. Nem csak arról van szó, hogy több fémet zsúfolunk bele - a légáramlás, a felület és az anyagkorlátozások közötti egyensúlyról van szó. Az okosabb tervezés mindig győzedelmeskedik a találgatás felett.