Wat zijn de minimale dikte en afstand van de vinnen die mogelijk zijn?

Heb je ooit geprobeerd de koeling te verbeteren door meer lamellen in je koellichaam te proppen? Het is een verleidelijk idee, maar er is een fysieke grens aan hoe dun of dicht die lamellen kunnen zijn.

De minimale dikte van de vinnen voor geëxtrudeerd aluminium is meestal ongeveer 0,8 mm en de dichtstbijzijnde standaardafstand tussen de vinnen is ongeveer 1,5 mm.

Maar het verleggen van de grenzen van lamelgrootte en -afstand heeft niet alleen te maken met geometrie, maar ook met kosten, produceerbaarheid en thermische prestaties. Laten we eens kijken hoe al deze factoren samenhangen.

Hoe beïnvloedt de afstand tussen de lamellen de koelprestaties?

Het lijkt logisch: meer lamellen betekent meer oppervlakte, dus meer koeling, toch? Niet altijd. Als de lucht niet tussen de lamellen kan stromen, is al dat oppervlak verspild.

De afstand tussen de vinnen heeft een directe invloed op de manier waarop lucht door het koellichaam stroomt. Te krap en de luchtstroom wordt beperkt; te breed en er gaat oppervlakte verloren.

Hier is een vereenvoudigde uitsplitsing van de relatie:

Hoe de afstand tussen de vinnen de koeling beïnvloedt

Belangrijke overwegingen

• In natuurlijke convectieEen grotere afstand helpt de lucht tussen de lamellen te stijgen.
• In geforceerde convectieEen kleinere afstand kan werken als de luchtstroom sterk is.
• Stofophoping is erger bij strakkere vinnen, wat leidt tot prestatieverlies op lange termijn.

Bij een van onze klantprojecten hebben we de afstand tussen de lamellen verkleind van 2,5 mm naar 1,2 mm in de verwachting dat dit betere resultaten zou opleveren. In plaats daarvan werd de unit heter omdat de lucht vast kwam te zitten en niet efficiënt kon ontsnappen.

Kunnen op verzoek aangepaste vinstructuren worden geproduceerd?

Soms heeft je ontwerp iets nodig dat kant-en-klare koellichamen niet kunnen bieden. Misschien heb je gebogen lamellen, verspringende rijen of extra hoogte nodig.

Ja, de meeste fabrikanten kunnen vinstructuren op maat produceren, inclusief niet-standaard diktes, vormen en opstellingen.

Soorten aangepaste vinstructuren

Aanpassingsproces

1. CAD-tekening of schets indienen
2. Beoordelingen van de fabrikant haalbaarheid
3. Gereedschap wordt voorbereid voor extrusie of machinale bewerking
4. Monsters gemaakt voor pasvorm- en luchtstroomtests

Wat u moet weten

• Aangepaste vinstructuren kunnen het volgende vereisen gereedschapskosten
• Minimum bestelhoeveelheden zijn gebruikelijk
• Doorlooptijden kan langer zijn voor speciale matrijzen of gelijmde vinnen

We hielpen een klant in de ruimtevaart bij het ontwerpen van een koellichaam met pin-fin layout en variabele tussenruimte. Het verbeterde de koeling met 18% ten opzichte van standaard extrusie, hoewel de opstelling vier weken in beslag nam en een aangepaste matrijs kostte.

Welke beperkingen zijn er voor ultradunne aluminium vinnen?

Dunnere vinnen lijken ideaal - ze besparen materiaal, maken meer vinnen per oppervlakte mogelijk en verminderen het gewicht. Maar te dun gaan heeft nadelen.

Ultradunne vinnen worden beperkt door productiemethoden, structurele sterkte en thermische efficiëntie.

Belangrijkste grenzen van dunne aluminium vinnen

Zelfs met CNC of gelijmde vinnen is er nog steeds een afweging. Dunne vinnen worden snel warm, maar kunnen ook breekbaar zijn en verstopt raken door stof.

In één geval wilde een klant vinnen van 0,5 mm in een aangepast profiel. Dat konden we alleen leveren met gelijmde lamellen, waardoor de kosten verdubbelden en de assemblage complexer werd.

Verbeteren strakkere lamellen altijd de warmteafvoer?

Het is makkelijk om aan te nemen dat meer lamellen = betere prestaties. Maar dat is alleen waar bij de juiste luchtstroming en thermische belasting.

Strakkere lamellen kunnen de oppervlakte vergroten, maar zonder voldoende luchtstroom of tussenruimte kunnen ze de prestaties van het koellichaam verminderen.

Waarom meer niet altijd beter is

Andere factoren die er meer toe doen

• Hoogte en diepte van de vinnen hebben ook invloed op de oppervlakte
• Materiaal geleidbaarheid beïnvloedt hoe snel warmte zich verspreidt
• Contact vinbasis kwaliteit bepaalt startpunt warmtestroom

Ik herinner me dat ik een klant adviseerde om de afstand tussen de vinnen niet te verkleinen in een ontwerp voor een passieve zonneregelaar. Ze drongen aan op een afstand van 1,0 mm. Zes maanden later kregen ze problemen met oververhitting in stoffige omgevingen en moesten ze terugschakelen naar een afstand van 2,5 mm.

Conclusie

De afstand tussen de vinnen, de dikte en de structuur bepalen samen hoe goed een koellichaam koelt. Het gaat niet alleen om het proppen van meer metaal, het gaat om het balanceren van luchtstroming, oppervlakte en materiaalbeperkingen. Een slimmer ontwerp wint het altijd van giswerk.