Что такое радиатор со штыревыми ребрами?
Многие электронные устройства перегреваются и выходят из строя из-за плохого теплового расчета. Если ваш проект чувствителен к температуре, необходимо заранее выбрать правильный теплоотвод.
Теплоотвод со штыревыми ребрами - это компонент охлаждения, в котором используются вертикальные штыри для отвода тепла за счет увеличения площади поверхности и воздушного потока. Он часто используется при плотной компоновке и разнонаправленном воздушном потоке.
Если вы разрабатываете изделия для промышленной автоматизации, светодиоды или компактную электронику, использование правильного типа теплоотвода может снизить количество отказов и повысить эффективность. В этой статье я расскажу о том, что такое радиатор со штыревым оребрением, как он отличается от других типов и как правильно его выбрать.
Что такое штыревое ребро в теплопередаче?
Многие люди неправильно понимают, как работают ребра в тепловых системах. Речь идет не только о металлических формах, но и о контроле воздушного потока и максимизации площади контакта.
Ребро в теплообмене - это небольшой цилиндрический или квадратный стержень, который увеличивает площадь поверхности компонента для более эффективного отвода тепла за счет конвекции.
Ребра используются для охлаждения компонентов, выделяющих тепло, таких как микросхемы, силовые транзисторы или светодиодные модули. Эти ребра разбивают воздушный поток, вызывая турбулентность. Турбулентность увеличивает теплопередачу за счет более эффективного перемешивания слоев воздуха.
Основные функции штифтов
| Функция | Описание |
|---|---|
| Увеличение площади поверхности | Большая площадь означает, что больше тепла может перейти от металла к окружающему воздуху. |
| Способствовать турбулентности | Создает нарушение воздушного потока для усиления конвекции. |
| Включить всенаправленное охлаждение | Хорошо работает, даже если воздух движется не по прямой линии. |
Зачем использовать штифты в деталях, обрабатываемых на станках с ЧПУ?
Когда мы проектируем алюминиевые корпуса или рамы, иногда нашим клиентам требуются особые тепловые свойства. Если тепло должно рассеиваться одинаково во всех направлениях, я часто рекомендую плавник1 конструкции. Они особенно полезны, когда продукт имеет непредсказуемый поток воздуха, например, в ручных или закрытых устройствах.
Что такое ребристый радиатор?
Многие новые покупатели спрашивают меня: "Является ли радиатор с ребрами тем же самым, что и штыревой радиатор?" Ответ: не совсем. Слово "ребро" является общим, в то время как "плавник2" - это один из видов плавника.
Ребристый радиатор - это устройство, в котором используются удлиненные поверхности (называемые ребрами) для передачи тепла от теплогенерирующего компонента в окружающий воздух.
Основная идея любой конструкции плавника - площадь поверхности. Чем больше поверхность, тем больше контакт с воздухом. Это означает лучшее охлаждение.
Типы крыльев в радиаторах
| Тип плавника | Описание | Приложение |
|---|---|---|
| Прямой плавник | Тонкие вертикальные стенки, часто расположенные рядами | Направленный воздушный поток, как у вентиляторов |
| Штифт Фин | Короткие стойки, квадратные или круглые | Всенаправленное охлаждение, компактное пространство |
| Расклешенный фин | Шире на концах | Естественная конвекция |
| Решетчатый плавник | Крошечные прорези или складки в каждом плавнике | Высокопроизводительные системы |
По своему опыту работы с клиентами, работающими с медицинским оборудованием, я часто использую тонкие прямые ребра, когда устройство имеет принудительный воздушный поток (например, встроенный вентилятор). Но если охлаждение зависит от естественной конвекции, гораздо эффективнее использовать штыревые или развальцованные ребра.
В чем разница между радиаторами со штыревыми и пластинчатыми ребрами?
Многие инженеры, с которыми мы работаем, хотят сбалансировать стоимость, конструкция воздушного потока3, и занимаемая площадь. Но при выборе между радиаторами со штыревыми и пластинчатыми ребрами необходимо учитывать особенности воздушного потока.
В радиаторах со штыревыми ребрами используются вертикальные штыри для разнонаправленного охлаждения, а в радиаторах с пластинчатыми ребрами - плоские пластины для направленного потока воздуха, которые более эффективны при принудительной конвекции.
Сравнение с глазу на глаз
| Характеристика | Радиатор со штыревыми плавниками | Пластинчатый радиатор |
|---|---|---|
| Направление воздушного потока | Всенаправленный | Линейный/направленный |
| Площадь поверхности | Высокий (разнонаправленные плавники) | Высокая (в зависимости от плотности) |
| Идеально подходит для | Естественная конвекция или случайный воздух | Принудительный воздушный поток (вентиляторы) |
| Производственный процесс | Более сложные (ЧПУ или литье) | Проще (экструзия, ЧПУ) |
| Стоимость | Обычно выше | Как правило, ниже |
Когда рекомендовать каждый тип?
Если клиент проектирует компактное устройство без места для вентилятора - например, носимое устройство или небольшую камеру, - я предлагаю штыревые ребра. Но если они используют активное охлаждение (например, вентилятор в промышленном контроллере), я обычно выбираю пластинчатые ребра.
Какие бывают типы радиаторов?
Иногда покупатели думают, что все радиаторы одинаковы, но их существует множество видов. Выбор неправильного типа может привести к перегреву или напрасной трате бюджета.
К основным типам радиаторов относятся штыревые, пластинчатые, складчатые и клееные, плавник4и радиаторы с тепловыми трубками. Каждый тип подходит для определенного воздушного потока и условий помещения.
Распространенные типы радиаторов
| Тип | Описание | Общий пример использования |
|---|---|---|
| Штифт Фин | Маленькие булавки в форме блока | Естественная конвекция, узкие пространства |
| Пластина Fin | Вертикальные плоские пластины | Системы с принудительной подачей воздуха |
| Склеенный фин | Крылья вырезаны непосредственно из цельного блока | Высокопроизводительные, компактные устройства |
| Сложенный плавник | Тонкие металлические листы, сложенные в форме плавников | Легкие и недорогие приложения |
| Облигатный фин | Крылья приклеены или припаяны к основанию | Крупногабаритные устройства, индивидуальный дизайн |
| Тепловая труба | Трубки с рабочей жидкостью для эффективной передачи тепла | Высокая теплоотдача, неравномерная тепловая нагрузка |
Как я помогаю клиентам выбрать правильный тип
Обычно я начинаю с вопросов о следующем:
- Состояние воздушного потока: Есть ли вентилятор или это естественная конвекция?
- Ограничения по размеру: Сколько места у нас есть для плавников?
- Выходная мощность: Сколько тепла необходимо отвести?
- Ориентация: Теплоотвод вертикальный или горизонтальный?
Исходя из этого, я рекомендую конструкцию, которая обеспечивает баланс между производительностью и стоимостью. Например, в носимом датчике здоровья может использоваться небольшое ребро со скошенными краями. В промышленном усилителе мощности может использоваться радиатор со скрепленными ребрами и тепловой трубкой.
Заключение
Выбор правильной конструкции радиатора - особенно штыревого или пластинчатого - зависит от воздушного потока, области применения и тепловых требований. Правильный выбор может избавить вас от переделок и проблем с перегревом.
-
Изучите эту ссылку, чтобы понять механику и преимущества штыревых ребер для повышения эффективности теплопередачи.↩
-
Узнайте о теплоотводах со штыревыми ребрами и их уникальных преимуществах в компактных решениях для охлаждения.↩
-
Узнайте, как конструкция воздушного потока влияет на производительность радиатора, что очень важно для выбора правильного типа радиатора для вашего проекта.↩
-
Узнайте о теплоотводах со скошенными ребрами и о том, почему они предпочтительны для высокопроизводительных и компактных устройств.↩
