Які найпоширеніші конструкції тепловідводів?
Електронні компоненти виділяють тепло. Коли вони перегріваються, вони виходять з ладу. Тож як ми можемо їх охолодити? Тепловідводи - це відповідь, але не всі тепловідводи однакові.
Найпоширеніші конструкції тепловідводів включають прямі ребра, ребра зі штифтами, поперечні ребра, розгорнуті ребра та інтегровані в теплову трубу. Кожна конструкція по-різному справляється з повітряним потоком, простором і тепловими навантаженнями.
Різні конструкції працюють краще за різних умов. Якщо ви хочете покращити охолодження вашого продукту, вам потрібно розуміти, як поводяться ці конструкції.
Чим відрізняються конструкції з прямим і зворотним плавниками?
Занадто спекотно? Можливо, проблема у вашій системі охолодження. Тепловідводи з прямими та штирьовими ребрами є скрізь - але який з них підходить для вашого пристрою?
Тепловідводи зі штирьовими ребрами забезпечують різноспрямований потік повітря і більшу щільність поверхні, тоді як конструкції з прямими ребрами забезпечують менший перепад тиску і ефективність спрямованого повітряного потоку.
Дизайн плавників з булавками та прямими плавниками виглядає дуже по-різному, і вони також працюють по-різному. Прямі ребра довгі та паралельні. Вони спрямовують повітряний потік в одному напрямку, що чудово працює, коли повітря рухається по прямій лінії. З іншого боку, в радіаторах зі штирьовими ребрами використовується багато маленьких стовпчиків, розташованих на основі. Це дозволяє повітрю рухатися з різних напрямків.
Порівняльна таблиця: Плавник проти прямого плавника
| Особливість | Тепловідвід зі штирьовими ребрами | Тепловідвід з прямими ребрами |
|---|---|---|
| Напрямок повітряного потоку | Багатовекторний | Односпрямований |
| Площа поверхні Щільність | Вище. | Нижній |
| Падіння тиску | Вище. | Нижній |
| Опір потоку | Вище. | Нижній |
| Найкраще підходить для примусової конвекції | Так. | Іноді |
| Найкраще підходить для природної конвекції | Іноді | Так. |
| Витрати та виробництво | Вище. | Нижній (придатний для екструзії) |
Ребристі мийки часто краще працюють у режимі примусової конвекції (вентилятори), коли через них проштовхується більше повітря. Однак вони мають вищий опір. Якщо ви використовуєте пасивне охолодження або низький потік повітря, краще використовувати радіатор з прямими ребрами. Крім того, прямі ребра легко виготовляти методом екструзії, що знижує вартість.
Ребристі радіатори забезпечують потік повітря з різних напрямків.Правда.
Багатовекторна геометрія ребер дозволяє повітрю проходити навколо кожного ребра, на відміну від прямих ребер, які оптимізовані для односпрямованого потоку.
Тепловідводи з прямими ребрами краще підходять для будь-яких умов повітряного потоку.Неправда.
Радіатори з прямими ребрами найкраще працюють, коли повітряний потік спрямований і рівномірний. У нерівномірному або турбулентному потоці повітря пластинчасті радіатори можуть перевершити їх.
Яка конструкція радіатора найкраще підходить для компактних приміщень?
Тісний простір, стислі терміни - теплові дизайнери знають, що це таке. Який тепловідвід працює, коли місця майже не залишилося?
Тепловідводи на основі пластинчастих ребер, ребер-блискавок і теплових трубок ідеально підходять для компактних приміщень завдяки своїй ефективності та здатності працювати в умовах обмеженого повітряного потоку.
Компактні конструкції вимагають тепловідводів, які мають велику площу поверхні в невеликому об'ємі. Це нелегко зробити. Стандартні екструдовані ребра можуть не підходити або не охолоджувати ефективно. Конструкції зі штифтовими ребрами часто є ідеальним рішенням. Вони забезпечують потік повітря під різними кутами і мають велику площу охолодження.
Компактні конструкції тепловідводів
| Тип структури | Чому це працює в невеликих приміщеннях |
|---|---|
| Пін-Фін. | Велика площа поверхні в усіх напрямках |
| Плавник-блискавка | Складені ребра економлять простір, збільшуючи площу поверхні |
| На основі теплових труб | Переносить тепло на віддалені ребра, звільняючи простір біля основи |
| Мікро-канал | Надзвичайна мініатюрність із дуже тонкими охолоджувальними каналами |
| Низькопрофільна плита | Короткі прямі плавники, ідеально підходять для тонких пристроїв |
Якщо висота є проблемою, теплові труби дозволяють відвести тепло від джерела, а потім охолодити його в більш просторому місці. Складені ребра або ребра на блискавці втискають більшу площу охолодження в той самий об'єм за рахунок щільного нашарування ребер.
У компактних конструкціях важливий кожен міліметр. Ось чому інженери люблять гнучкі компонування, такі як ребра і гібриди теплових труб.
Теплові труби допомагають розподіляти тепло від вузьких місць до більш відкритих ділянок плавників.Правда.
Теплові труби ефективно передають тепло на відстань, дозволяючи розміщувати ребра там, де є більше місця.
Прямі ребра завжди є найкращим варіантом для невеликих приміщень.Неправда.
Прямі ребра часто занадто громіздкі або спрямовані для компактних або нерегулярних приміщень. У таких випадках краще працюють булавчасті ребра або теплові труби.
Чому в сучасних радіаторах використовуються теплові труби?
Ви, напевно, бачили мідні теплові трубки на процесорах або відеокартах. Чому вони так поширені зараз?
Теплові труби використовуються тому, що вони швидко поширюють тепло, зменшують кількість гарячих точок і дозволяють розміщувати ребра далі від джерела тепла. Вони покращують охолодження без збільшення розміру.
Теплова труба - це герметична труба, заповнена невеликою кількістю рідини. Коли один кінець нагрівається, рідина всередині випаровується. Пара рухається до більш холодного кінця, де конденсується. Цей цикл швидко передає тепло по трубі.
Чому теплові труби мають сенс
- Надвисока теплопровідність: Краще, ніж суцільна мідь.
- Розподіляє тепло на велику площу плавників: Запобігає виникненню гарячих точок.
- Без рухомих частин: Пасивний і надійний.
- Компактний: Направляє тепло в тісних конструкціях.
- Зручний для орієнтування: Працює під більшістю кутів, особливо зі структурою гніту.
Сьогодні багато високоефективних тепловідводів поєднують базові пластини з тепловими трубками і ребрами. Цей гібридний метод забезпечує як хорошу провідність (через трубки), так і сильну конвекцію (через ребра).
Наприклад, у ноутбуках або компактних ПК теплові трубки передають тепло до бічних або верхніх ребер. Це забезпечує чистоту та ефективність внутрішньої конструкції.
Теплові труби використовують зміну фаз для ефективного переміщення тепла без насосів і двигунів.Правда.
Вони покладаються на випаровування і конденсацію всередині герметичної трубки, яка пасивно і ефективно переміщує тепло.
Для роботи теплових труб потрібні активні вентилятори охолодження.Неправда.
Теплові труби - це пасивні пристрої, які передають тепло незалежно від потоку повітря, хоча конвекція покращує продуктивність.
Які переваги має конструкція з перехресним плавником?
Плавники довгі, так? Але що, якщо їх підрізати? Вірите чи ні, але це може допомогти. Поперечні ласти призначені для того, щоб розбивати повітряні потоки - в хорошому сенсі цього слова.
Поперечні структури ребер покращують теплопередачу, руйнуючи прикордонні шари і забезпечуючи більшу кількість шляхів повітряного потоку, особливо в глибині масиву ребер.
У конструкції з прямими ребрами повітря проходить через канали між ними. Але всередині цих каналів повітря сповільнюється. Чим глибше ви занурюєтеся, тим менше охолодження відбувається. Поперечні ребра вирішують цю проблему.
Як поперечні розрізи покращують охолодження
- Порушити застій повітря: Розрізи розривають граничні шари.
- Скоротити шляхи провідності: Кожен сегмент плавця більш ефективний.
- Забезпечити різноспрямований доступ повітря: Допомагає в турбулентному або частковому потоці повітря.
- Покращення продуктивності низькошвидкісного повітряного потоку: Більше шляхів для виходу та входу повітря.
Однак, це вимагає компромісу. Поперечні розрізи можуть дещо збільшити опір повітряному потоку, а надмірна кількість розрізів зменшує міцність ребер або теплову масу.
Таблиця: Поперечні та стандартні ребра
| Особливість | Стандартні ласти | Поперечні ребра |
|---|---|---|
| Контроль граничного шару | Бідолаха. | Добре. |
| Доступ до повітряного потоку | Односпрямований | Багатовекторний |
| Міцність плавників | Сильніше. | Трохи слабкіше. |
| Ефективність охолодження | Нижній (у глибоких ластах) | Вище (особливо в умовах низького потоку повітря) |
Ви можете думати про перехресні ласти як про найкраще з обох світів - прості у виготовленні, як прямі ласти, але за характеристиками ближчі до штирових ласт.
Поперечні ребра допомагають краще охолоджуватися, порушуючи повітряні шари і забезпечуючи глибший потік повітря.Правда.
Порушення прикордонного шару відкриває доступ свіжого повітря до внутрішніх областей ребер, що покращує теплообмін.
Поперечні ребра є лише декоративними і не впливають на теплові характеристики.Неправда.
Вони суттєво впливають на те, як рухається повітря і наскільки ефективно передається тепло через мийку.
Висновок
Різні конструкції тепловідводів мають різні теплові переваги. Свою роль відіграють штифтові ребра, теплові трубки, перехресні та компактні ребра. Правильний вибір залежить від потоку повітря, простору та теплового навантаження.
