Die Parameter von Wärmeschwimmflossen sind die Kernfaktoren, die ihre Leistung, Größe, Kosten und Zuverlässigkeit bestimmen.Eine ausgezeichnete thermische Konstruktion erfordert eine optimale Balance zwischen ihnenIm Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung in verschiedene Flossenparameter, einschließlich ihrer Definitionen, Auswirkungen und Konstruktionsüberlegungen.
I. Kerngeometrische Parameter
Diese Parameter definieren direkt die physikalische Form und Anordnung der Flossen, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1: Geometrische Parameter der Flossen
1. Flossenhöhe (P)
Definition:Der Abstand von Zentrum zu Zentrum zwischen zwei benachbarten Flossen.
Wirkung:
1- Kleiner Pitch:Mehr Flossen pro Volumenstück, größere Wärmeabflussfläche, aber erhöhte Luftwiderstandsfähigkeit und Anfälligkeit für Staubansammlung.
2- Große Tonhöhe:Niedrigerer Luftwiderstand, weniger anfällig für Staubansammlung, aber reduzierte Gesamtwärmeabflussfläche.
Entwurfsüberlegungen:Es ist notwendig, das optimale Gleichgewicht zwischen Wärmeabflussfläche und Luftströmungswiderstand zu finden.
2. Flossenhöhe (H)
Definition:Die vertikale Höhe der Flosse von der Wurzel bis zur Spitze.
Wirkung:
1- Erhöhte Höhe:Erhöht die Wärmeabflussfläche erheblich und erhöht so die Kühlleistung.
2.Negative Auswirkungen:Wenn die Flossen größer werden, wird es schwieriger, dass die Wärme an der Spitze durch die Unterplatte geleitet wird.Dies führt zu einer verringerten Flossenwirksamkeit (größerer Temperaturunterschied zwischen Spitze und Wurzel)Die mechanische Festigkeit nimmt ebenfalls ab, was sie anfällig für Vibrationen macht.
Entwurfsüberlegungen:Die Höhe muss in Übereinstimmung mit der Höhe und der Dicke konzipiert werden.
3. Flossendicke (δ)
Definition:Die Materialdicke der Flosse selbst.
Wirkung:
1.Erhöhte Dicke:Erleichtert die Wärmeleitung von der Wurzel bis zur Spitze (reduziert den eigenen leitfähigen Wärmewiderstand der Flosse), verbessert die Flosseffizienz.
2Verringerte Dicke:Bei gleichem Tonfall ermöglicht dies mehr Flossen (d. h. eine kleinere Freiraum), wodurch die Wärmeabflussfläche erhöht, aber auch der Luftwiderstand erhöht wird.
Entwurfsüberlegungen:Bei Leichtgewicht und Miniaturisierung werden dünnere Flossen verwendet, aber die Durchführbarkeit des Verfahrens und die strukturelle Festigkeit müssen gewährleistet werden.
4. Innenradius der Flosse (R)
Der innere Radius der Flosse (R) wird durch die Form sichergestellt.Ein zu kleiner R kann zu Defekten wie Flossencracking und schlechte Flachheit nach dem Stempeln führen.
5. Abweichungswinkel der Senkrechtigkeit (a)
Der Abweichungswinkel (a) der Achse jeder Flossenwelle gegenüber der senkrechten Basisoberfläche wird typischerweise durch die Form und die Bearbeitung / Ausrichtungsprozesse bestimmt.Dieser Winkel wird in der Regel innerhalb von ±3° gesteuert.Überschreitung dieser Toleranz führt zu einer schlechten Flossenbildung.
6Flossenform
Definition:Die makro-geometrische Form der Flosse.
Übersicht:Flossen sind in verschiedenen Strukturtypen erhältlich, wie z.B. zerknittert, gerade und perforiert.Die große Fläche der Flosse und ihre Fähigkeit, den Flüssigkeitsfluss zu stören, bestimmen die Wärmeaustauschfähigkeit.
Eigenschaften der einfachen Flossen:Sie weisen lange rechteckige Flossen mit glatten Wänden auf. Ihre Wärmeübertragung und Durchflussmerkmale ähneln dem Flüssigkeitsfluss in langen kreisförmigen Rohren. Siehe Abbildung 2.
Abbildung 2: Flachflosse
Eigenschaften der gezackten Flossen:Die Flüssigkeitskanäle werden so gestempelt, dass sie ungleichmäßig sind, wodurch die Flüssigkeitsturbulenz erhöht und der Wärmeübertragungsprozess verbessert wird.
Abbildung 3: Gezackte Flosse
Wellenförmige Flossen Merkmale:Die Welle wird in einer flachen Flosse gepresst, um die Turbulenz der Flüssigkeit zu fördern. Je dichter die Wellen sind und je größer die Amplitude, desto besser ist die Wärmeübertragung.
Abbildung 4: Wellenflosse
Eigenschaften der Perforierten Flossen:Sie werden häufig in Ein-/Auslassverteilungsbereiche platziert, wo sich ein Fluidphasenwechsel abspielt.
Abbildung 5: Perforierte Flosse
II. Flossenleistung und physikalische Parameter
Diese Parameter beschreiben die Leistungsmerkmale und physikalischen Eigenschaften der Flossen.
1. Fin Effizienz
Definition:Das Verhältnis der tatsächlichen Wärmeabgabe der Flosse zu ihrer idealen Wärmeabgabe (vorausgesetzt, die gesamte Flosse befindet sich bei der Wurzeltemperatur).
Wirkung:
1Je größer, dünner oder aus einem weniger thermisch leitfähigen Material gefertigt die Flosse ist, desto geringer ist ihr Wirkungsgrad (niedrigere Spitztemperatur).
2Eine höhere Effizienz bedeutet eine bessere Nutzung des Flossenmaterials.
Entwurfsüberlegungen:Ziel ist es, die Flossenwirksamkeit so hoch wie möglich zu machen (typischerweise >70-80% gewünscht).Dies bedeutet, Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit auszuwählen und das Verhältnis Höhe/Dicke rational zu gestalten..
2. Hydraulischer Durchmesser
Definition:Ein umfassender Parameter zur Beschreibung der Eigenschaften der Flusskanäle zwischen den Flossen.
Wirkung:Bestimmt die Strömungseigenschaften und die Reynoldszahl (Re) im Kanal und beeinflusst so den Konvektionswärmeübertragungskoeffizienten und den Strömungswiderstand.
Entwurfsüberlegungen:Ingenieure verwenden es für die Fluiddynamik und Wärmeübertragungsberechnungen.
3. Flächen-Volumen-Verhältnis
Definition:Die Wärmeabbaufläche pro Volumeneinheit des Kühlkörpers.
Wirkung:Ein höheres Verhältnis zeigt eine bessere Kompaktheit des Kühlkörpers an und ermöglicht eine größere Kühlkapazität in einem begrenzten Raum.
Entwurfsüberlegungen:Bei raumbeschränkten Anwendungen (z. B. Laptops, Mobiltelefone) ist es wichtig, ein hohes Volumenverhältnis zu erreichen. Dies bedeutet in der Regel kleinere, dichtere Flossen.
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