Siltuma izlietnes augstums, spuras un pamatnes biezums — kam patiesībā ir nozīme?

Ievads

Kad inženieri strādā pie siltuma izlietnēm, viņi ņem vērā trīs galvenās lietas: augstumu, spuras struktūru un pamatnes biezumu. Šīs funkcijas patiešām nosaka, cik labi siltuma izlietne atdala siltumu no tādām lietām kā CPU, barošanas moduļi vai gaismas diodes. Protams, ir svarīgi izmantot labus materiālus, piemēram, alumīniju vai varu, taču tā patiešām ir forma un konstrukcija, kas nosaka, cik labi šie materiāli veic savu darbu.

Ja saprotat, kā augstums, spuras un pamatnes biezums darbojas kopā, jūs izvairīsities no pārbūves, samazināsiet izmaksas un padarīsiet dzesēšanas veidu efektīvāku. Daudzi cilvēki vienkārši domā "padariet to lielāku, padariet to labāku", taču godīgi sakot, galvenais ir atrast pareizo līdzsvaru, nevis tikai katru reizi palielināties.

Siltuma izlietnes augstums un tā ietekme uz dzesēšanas efektivitāti

Siltuma izlietnes augstums patiešām nosaka, cik labi tā spēj izdalīt siltumu un kā gaiss pārvietojas ap to. Ja jūs padarāt siltuma izlietni augstāku, jūs iegūsit lielāku virsmas laukumu siltumam, lai tas varētu izplūst gaisā, kas ir lieliski-īpaši iestatījumos, kur gaiss pats par sevi nepārvietojas, piemēram, dabiskā konvekcijā. Bet, godīgi sakot, ja jūs pastāvīgi padarāt to garāku, jūs atsitasit pret sienu. Kādā brīdī augstuma pievienošana neko daudz nedod, jo gaiss nevar tik viegli plūst starp spurām. Augšējās daļas faktiski neatdziest, salīdzinot ar pārējām, jo ​​gaiss tur kustas diezgan lēni.

Strādājot ar piespiedu konvekciju-pamatā, ventilatoriem, kas spiež gaisu,-augstums kļūst par sarežģītāku mīklu. Pārāk augstas spuras apgrūtina gaisa pārvietošanos, kas nozīmē, ka spiediena krituma dēļ dzesēšana kļūst vājāka. Un, ja jums ir darīšana ar pārpildītu elektroniku, telpa ir reāla problēma. Jūs patiešām nevarat vienkārši sakraut garākas spuras; jums ir jābūt gudram par spuru dizainu. Šādos gadījumos inženieri pievērš īpašu uzmanību tam, kā plūst gaiss, ko spēj izturēt ventilators un kā viss sader kopā ierīces iekšienē,{6}}atrodot piemērotāko augstuma vietu.

Ir arī šī lieta, ko sauc par termisko robežslāni. Kad gaiss pārvietojas pāri spurai, tas veido plānu slāni, kas faktiski darbojas kā izolācija un palēnina siltuma pārnesi. Jo garākas ir jūsu spuras, jo biezāks kļūst šis slānis, un, godīgi sakot, tas var pasliktināt dzesēšanu, ja nepareizi pārvaldāt gaisu un atstarpes. Tāpēc vislabākais augstums vienmēr ir līdzsvarojošs pasākums: jūs vēlaties pietiekami daudz virsmas, bet jūs nevēlaties bloķēt gaisu vai ļaut šiem robežslāņiem izkļūt no rokas. Tas ir par ideālā maisījuma atrašanu.

Siltuma izlietnes fiziskā ģeometrija

Spuru dizaina loma siltuma izkliedē
 

Spuras patiešām izceļas uz siltuma izlietnes,{0}}tās ir visievērojamākā daļa un veic lielu daļu darba. Veids, kā jūs tos veidojat, būtiski ietekmē to, kā siltums pārvietojas no pamatnes gaisā. Tātad, jums ir jādomā par tādām lietām kā spuras biezums, attālums viens no otra, to forma un to skaits.

Ja padarāt spuras plānākas, iegūstat lielāku virsmas laukumu, kas nozīmē labāku siltuma izkliedi. Bet kļūst pārāk tievs, un jums rodas problēmas. Spuras var saliekties vai salūzt, vai arī vienkārši nepārnes siltumu no pamatnes.

Arī atstatumam ir nozīme. Ja spuras ir iesprūdušas pārāk tuvu viena otrai, gaisa plūsma tiek bloķēta, īpaši, ja paļaujaties uz dabisko konvekciju. Tas aiztur siltumu un samazina veiktspēju. Izklājiet spuras, un gaiss plūst brīvāk,-taču jūs zaudējat daļu virsmas siltuma pārnesei. Vislabākās atstarpes nav-viena izmēra-piemērotas-visiem; tas ir atkarīgs no tā, vai jums ir dabiska vai piespiedu gaisa plūsma, kas rada siltumu.

Spēkā nāk arī forma. Taisnas spuras ir visur,{1}}tās ir lētas un vienkāršas. Pin spuras ir nedaudz atšķirīgas; tie ļauj gaisam plūst visos virzienos, kas var būt parocīgi. Tad jums ir noslīpētas spuras, kas ir cieši iesaiņotas un darbojas ļoti labi, lai gan to izgatavošana maksā vairāk. Katram veidam ir sava vieta, atkarībā no tā, kas jums nepieciešams.

Pat spuru apdarei un augstumam ir nozīme. Nelīdzena virsma var sakustināt gaisu un palielināt siltuma pārnesi, taču dažreiz, it īpaši, ja pūš ventilators, gludāka apdare palīdz lietas kustēties bez pretestības. Pareizās izvēles izdarīšana ir atkarīga no tā, ko jūs mēģināt sasniegt, -siltuma vajadzības, mehāniskās izturības un tā tālāk.

Pamatnes biezums un siltuma izkliedes efektivitāte
 

Siltuma izlietnes pamatne būtībā ir tilts starp jūsu siltuma avotu un spurām. Tās biezumam patiešām ir nozīme - tas izplata siltumu apkārt, lai visas spuras varētu veikt savu darbu, ne tikai tās, kas sēž tieši virs karstās vietas.

Bet tur ir āķis. Padariet pamatni pārāk biezu, un jūs pievienojat papildu svaru un izmaksas, kā arī faktiski palēnināsit, cik ātri siltums var pārvietoties uz spurām, it īpaši, ja materiāls nepārvalda siltumu. No otras puses, ja pamatne ir pārāk plāna, jūs riskējat izveidot karstos punktus, kur siltums nesasniedz visas zonas, tāpēc visa sistēma darbojas mazāk efektīvi.

Cik biezai jābūt pamatnei? Tas ir atkarīgs no jūsu siltuma avota faktiskā izmēra un intensitātes. Ja jums ir mazs, jaudīgs siltuma avots, biezāka pamatne palīdz līdzsvarot siltumu. Lieliem vai vienmērīgāk{2}}izkliedētiem avotiem parasti darbojas plānāks pamats. Dažos gudros projektos pat tiek izmantotas siltuma caurules vai tvaika kameras, lai izplatītu siltumu, tāpēc jums nav nepieciešams tik biezs pamats.

Un neaizmirstiet par to, kas atrodas starp siltuma avotu un siltuma izlietnes - termiskās saskarnes materiāliem. Viņiem ir liela nozīme. Ja ir slikts kontakts vai gaisa spraugas, jūs zaudējat efektivitāti. Labs montāžas spiediens un pareizie materiāli nodrošina, ka siltums no avota ieplūst siltuma izlietnē bez žagas.

Alumīnija siltuma izlietnes

Līdzsvaro augstumu, spuras un pamatni optimālam dizainam
 

Lai panāktu vislabāko siltuma izlietnes veiktspēju, nav jāpadara viena lieta pēc iespējas lielāka vai biezāka. Jums ir jāsabalansē tā augstums, kā spuras ir sakārtotas un cik bieza ir pamatne. Katrs elements ietekmē citus. Ja maināt vienu, nedomājot par pārējo, jūs faktiski varat pasliktināt situāciju.

Ņemiet, piemēram, spuras. Iesaiņojiet tos pārāk cieši, neatstājot pietiekami daudz vietas, un jūs galu galā noslāpsiet gaisa plūsmu, kas nozīmē, ka visa šī papildu virsma nedod nekādu labumu. Ja jūs novietojat siltuma izlietni augstāk, bet nepalīdzat tai labāk izdalīt siltumu no pamatnes, augšējās spuras vienkārši nosēdīsies un tik tikko palīdz. Labākie dizaini vienmērīgi izkliedē siltumu un nodrošina, ka gaisa plūsma to var aiznest.

Lai to visu noskaidrotu, inženieri izmanto simulācijas rīkus -tostarp skaitļošanas šķidruma dinamiku-, lai noteiktu, kā gaiss un siltums pārvietojas projektā. Viņi uzlabo ekrāna formu un izkārtojumu-, pirms tiek izveidots prototips. Pēc tam viņi pārbauda reālus paraugus, lai pārliecinātos, ka teorija ir spēkā faktiskajos darbības apstākļos.

Vienmēr tiek ņemta vērā arī izmaksas un tas, cik viegli kaut ko ir izgatavot. Augstākās-tehnoloģijas, piemēram, šķelšana vai kalšana, rada augstākās kvalitātes siltuma izlietnes, taču tās bieži vien ir pārāk dārgas masveida ražošanai. Izplatītākas metodes, piemēram, liešana vai ekstrūzija, nodrošina labu līdzsvaru; tie var nedarboties visaugstākajā līmenī, taču tie ir par pieņemamu cenu un lieliski atbilst lielākajai daļai vajadzību.

Galu galā pareizais dizains ir atkarīgs no tā, kā šī siltuma izlietne tiks izmantota. Piemēram, LED gaismām ir nepieciešams kaut kas lēts un viegls, savukārt augstas veiktspējas{1}}datori ir saistīti ar siltuma efektivitāti, cena ir sasodīta. Noskaidrojot, kas vajadzīgs gala produktam, jūs iegūsit siltuma izlietni, kas faktiski veic savu darbu gan termiski, gan praktiski.

Kopsavilkuma tabula

Secinājums un praktiskā dizaina ieskats

Kad runa ir par siltuma izlietnes projektēšanu, jūs nevarat koncentrēties tikai uz vienu lietu-augstumam, spuras struktūrai un pamatnes biezumam, tiem ir jāsadarbojas, ja vēlaties, lai lieta efektīvi atdzesētu. Ja jūs aizraujat tikai ar vienu daļu, jūs parasti beidzat ar sliktu sniegumu vai izšķērdējat naudu. Godīgi sakot, gudrākie dizaini rada līdzsvaru, ņemot vērā konkrēto pielietojumu, gaisa plūsmu un visas ražošanas laikā radušās dīvainības.

Patiešām svarīgi ir optimizēt gaisa plūsmu, vienmērīgi izkliedēt siltumu un izvēlēties darbam piemērotas spuras. Neatkarīgi no tā, vai jums ir darīšana ar sīkām elektronikām vai lielām industriālām sistēmām, šo pamatprincipu ievērošana palīdz izveidot siltuma izlietnes, kas darbojas labāk un kalpo ilgāk.

PowerWinxir profesionāls ražotājs, kas specializējas progresīvos siltuma izlietņu risinājumos, tostarp šķelto spuru, apzīmogoto spuru un šķidro aukstuma plākšņu tehnoloģijās. Pateicoties spēcīgām zināšanām alumīnija un vara apstrādē, PowerWinx nodrošina augstas -veiktspējas,-ekonomiskus siltuma pārvaldības produktus, kas pielāgoti dažādām nozarēm, nodrošinot uzticamu dzesēšanu prasīgām elektroniskām lietojumprogrammām visā pasaulē.

ISO 9001/IATF 16949