Otázka:
Vzduchem chlazené chladiče - vodorovná nebo svislá žebra?
Dirk Bruere
2018-07-15 19:55:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pokud máme chladič s žebry, například takto enter image description here, jak se liší účinnost mezi horizontální a vertikálními žebry v nuceném vzduchu?

To záleží na hloubce žeber.Viz např.http://www.thermalsoftware.com/vert_vs_horz_sink.pdf
Pokud je vzduch v proudění neomezený, nejlepší je vertikální
Stará řada zesilovačů basových nástrojů SWR měla uvnitř vodorovně namontovaný chladič bez aktivního chlazení.Není nutné říkat, že výstupní tranzistory extrémně často selhávají.
Podle komentáře, který jsem přidal k Aliho odpovědi níže, může záření černého tělesa často představovat asi 1/3 odvodu tepla z chladiče v dobře navržené situaci bez nuceného proudění vzduchu.V těchto případech je důležité eloxování hliníku.
Jeden odpovědět:
Ale..chenski
2018-07-15 20:32:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Rozdíl by měl být docela dramatický kvůli specifikům volného proudění vzduchu.

Když jsou žebra umístěna svisle, vzduch proudí along všemi povrchy žeber, horký vzduch stoupá a zajišťuje nejlepší možnou výměnu tepla. Aktivní povrch bude na obou stranách žeber a podél povrchu základové desky. Efektivní povrch pro výměnu tepla je tedy celý povrch žeber, který je 5–6krát větší než povrch základní desky chladiče.

Když jsou žebra umístěna vodorovně, musí stoupající vzduch proudit across k žebrům s kapsami zastaveného vzduchu mezi žebry. Aktivní povrch chladiče tedy bude mít ve skutečnosti velikost základní desky chladiče. Samozřejmě z těchto kapes bude nějaký únik horkého vzduchu, ale rychlost pohybu je mnohem pomalejší, než když jsou žebra svislá, bez překážek pro únik vzduchu. Takže tepelná impedance chladiče se svislými žebry bude 2-3krát lepší (menší), než když jsou žebra vodorovná.

Vezměte prosím také na vědomí vzdálenost mezi žebry - žebra jsou ve srovnání s dřezy s nuceným oběhem vzduchu od sebe vzdálena. To se provádí tak, aby se mezní vrstvy kolem povrchů ploutví nepřekrývaly podél prostoru mezi žebry, a výměna tepla je optimální. Chladič s pevně rozmístěnými žebry by se choval jako plná cihla v podmínkách nevynuceného vzduchu a nebyl by velmi efektivní.

DALŠÍ: Odkaz poskytla Janka v komentářích obsahuje simulační data na podporu mého vysvětlení mávání rukou:

Graph showing much better efficiency for heatsinks with vertical fins

DODATEK 2: Všimněte si, že výše uvedený rozdíl byl modelován za předpokladu, že povrch je holý kov s emisivitou 0,1. Účinek orientace tohoto chladiče vzhledem k gravitačnímu poli bude vyvážen skutečností, že asi 1/3 tepelného toku bude emitována ve formě záření, pokud je jímka eloxována nebo natřena černě, což způsobí emisivitu povrchu na nad 0,9. A záření je všesměrové. Dalším faktorem, který by snížil účinek orientace, je materiál dřezu a konstrukce žeber. Tenká žebra nevedou / nepřenášejí dobře teplo ze základní desky na hrany a hrany budou mít menší teplotní rozdíl od okolního prostředí, což bude méně efektivní. Měď bude fungovat lépe a bude znamenat větší rozdíly. Existuje několik faktorů ve hře v různých směrech, takže přesný účinek orientace je obtížné vypočítat a důvěryhodný výsledek může poskytnout pouze sofistikovaný software jako FlowTherm nebo podobný. Nebo experiment. Faktor 2 bude stále dobrým odhadem.

Tepelná vodivost se zlepší až 5x až 2 m / s na ploutvích bez ohledu na to, jak omezená clona a rychlost CFM s nuceným vzduchem, takže trochu pomáhá i nízká rychlost proudění.Pokud je ale vertikální tok blokován, je zisk malý
Pracoval jsem na projektu ca.1988 zahrnující grafickou kartu s lesem vertikálně namontovaných (cik-cak inline balíček) paměťových čipů nainstalovaných v přenosném počítači.Karta byla určena pro použití na stolním počítači typu PC (horizontální zadní deska, instalace vertikální karty, horizontální balíčky čipů, špatné vlastnosti konvekce), ale v přenosném počítači byla základní deska vertikální, karta horizontální, paměťové čipy směřovaly * dolů *,a konvekční chlazení bylo * propastné *.Přehřátí vždy poškodilo obsah video paměti během hodiny provozuschopnosti.
@RussellBorogove, ATX PC věžové skříně s umístěním karet PCI (komponenty se objevují na spodní straně PCB) představují nejhorší případ pro chlazení přirozenou konvekcí.Bylo to opravdu špatné tepelné inženýrství.Může pomoci pouze dobré větrání (průtokové).
Ali, přidalo by to tvé odpovědi další hodnotu (nemám zájem ji přidat), kdybych sem jako důležitý faktor zahrnul některé informace týkající se emisivity (například eloxování hliníku).Obecně platí, že pokud se jedná o přirozenou konvekci (nevynucenou), může záření dosahovat 1/3 výkonu (konvekce je jeho zbývající 2/3.) Díky nucené konvekci je radiační složka samozřejmě mnohem méně relevantní.Y. Shabany v roce 2008 publikoval práce v této oblasti, například: [Radiační přenos tepla z deskových deskových chladičů] (https://ieeexplore.ieee.org/document/4509379/).
@jonk, máte pravdu, simulace předpokládají holý hliník s 0,1 emisivitou.Ale nejsem si jistý, jestli je tato stránka dobrým místem pro komplexní kurz tepelného inženýrství.Můžeme také považovat geometrii žeber a vodivost materiálu dřezu jako další faktor (konce žeber mají nižší teplotu, a proto jsou méně účinné), rozdělovače tepla základové desky (nebo tloušťka základny kvůli bodovým tranzistorům) atd. Ale souhlasím, včetnětato informace by se zvýšila „povědomí a začlenění“ této tepelné techniky.
Moje úvaha je zde * většinou *, že pro přirozenou konvekci je emisivita *** *** významnou součástí akce.Kdyby to bylo pouhé 1% nebo něco takového, nevyvedl bych to.Ale je to třetina.Být * komplexní * je věcí akademiků.Samozřejmě.Ale toto je vlastně *** praktické ***, a proto velmi *** inženýrské *** a v tomto případě je dostatečně velké, že by nemělo chybět.
Emisivita @jonk se obvykle nepřenáší do diskuse o orientaci chladiče.Zatímco záření může přispívat až 25%, emisivita nebo přesněji zjevná emisivita je pouze jedním faktorem celkového záření.Čím účinnější bude chladič na základě rozměrových charakteristik, tím méně záření ovlivní přenos tepla.Radiace je nejdůležitější při práci s rovnou deskou nebo rovným povrchem.Jak přidáváte žebra a optimalizujete velikost a rozestup žeber, záření se stává méně důležitým.Záření vychází z jednoho objektu do druhého.Když je druhým objektem další ploutev, záření je slabě.
@Misunderstood Mohu poskytnout několik referencí, které ilustrují, i když experimentuji, rozdíly, které může dělat, když je použita přirozená konvekce a není vynucena.Není to dominantní faktor.Ale vzhledem k tomu, že to může odpovídat 1/3, to také není zcela ignorováno.Samozřejmě záleží také na okolnostech.Pokud je uzavřen v krabici, bez ohledu na to se rovná integrační sféře.Takže to není důležité.S ohledem na mé komentáře tedy na okolnostech hodně záleží.
Vaše odpověď je orientována na vodorovná žebra a zanedbává orientaci desky.Ve vašem odkazu je dobře zahrnuto.Také diskuze o rozteči žeber, výšce žebra a délce žebra je velmi závislá na tom, zda je deska vodorovná nebo svislá.
@jonk Velmi bych ocenil jakékoli výsledky testů na eloxovaných vs. neanodizovaných hliníkových chladičích.Právě jsem koupil nějaké levné neanodizované chladiče od heatsinkusa.com (1 "široký vs 12" široký řez na 1 ") a debatuji, zda je nechat eloxovat a znovu otestovat, abych porovnal experimentální rozdíl. Snažím se modelovat náklady na tepelnou správuzahradnických LED pásků. Používám 25 mm široký pás proti 9 mm široký s chladičem? Když je pás přes vrchlík vs. boční osvětlení, jak důležitá je orientace desky vs. náklady na změnu orientace a / nebo horní nebo spodní stranamontáž.
@Misunderstood, zkusili jste Google?https://www.heatsinkcalculator.com/blog/the-importance-of-radiation-in-heat-sink-design/ Tabulka 3 dva spodní řádky, delta T je vylepšena o 30 C, pokud je povrch eloxován.
@Misunderstood, re * „Vaše odpověď je orientována na horizontální ploutve a zanedbává orientaci desky.“ * Ne, věnujte pozornost předloženému grafu.Říká „vertikální [talíř] / vertikální [ploutve]“ a „vertikální [talíř] / horizontální [ploutve]“, i když v tom mohou být jasnější.Nejhorší by byla vodorovná deska a „vodorovná“ orientace žeber by neměla smysl.
Zkusil jsem Google ????Mám na toto téma nepřeberné množství vědeckých prací a učebnic.Nehledám vypočítané hodnoty, hledám empirické údaje.Teď, kdybych se měl rozhodnout na základě vašeho odkazu na heatsinkcalc, dostal bych se do problémů.Je to hrozný článek.Žádná výška ploutví a žádná orientace.Měl jsem u nich účet a provedl jsem AB testy na eloxovaném vs. ne, rozdíl byl obvykle menší než 10%.Pokud je chladič dobře navržen pro konvekci, bude mít záření menší dopad.Zjistil jsem, že vypočítané údaje nenahrazují empirické údaje.
To, co jsem řekl, bylo, že slovy, která jste napsali, jste neřešili vertikální nebo horizontální desku, pouze vertikální žebra.Řekl jsem, že váš odkaz to dobře řešil a graf je z tohoto odkazu.Ano, viděl jsem vertikální [talíř] / vertikální [ploutve] v malém tisku jen proto, že jsem hledal vaši odpověď na něco na orientaci talíře, než jsem na to upozornil.Chladič navržený pro vert / vert nebude fungovat tak dobře, jako když se používá horizont / vert.Lze navrhnout efektivní horizont / vert.Kritéria návrhu pro vert / vert se velmi liší od kritérií pro horizont / vert.
@Misunderstood, horizontálně orientovaná deska nemá vůbec smysl pro režim volné konvekce, pro nesmysly by nemohla existovat žádná „konstrukční kritéria“.Prosím, přestaň.Pokud máte přílišné obavy, použijte všesměrové chladiče, https://cdn.shopify.com/s/files/1/1538/8585/products/DSC_0465.jpg?v=1527267517
Horizontální vs vertikální deska se vyučuje ve fyzice mateřské školy. Podívejte se na obr. 1 ve vašem odkazu.Střední kresba je vodorovná deska.Obr. 3 a 4 ukazují, že mezi vodorovnou deskou a svislou deskou je velmi malý rozdíl, pokud jsou žebra svislá.Je zřejmé, že jste nečetli (nerozuměli) příspěvku, na který jste odkazovali.BTW, „teplo stoupá“ nevysvětluje vztlak.
@Misunderstood, dobře, dostal jsi mě.Podařilo se mi přečíst článek.Tento dokument je docela špatný.Nejprve není založen na 3-D řešiči pevných látek, používá aproximační vzorce získané před 50 lety, s neznámými materiály a měřicími metodami.Takže všechny závěry jsou rybí.Zde je další z velké části ignorantský článek (diplomová práce), kde byly použity mezery v ploutvích 4 mm, s absurdními výsledky.file: /// C: /Users/PC/Downloads/ubc_2015_may_Rana_Md.%20Ruhul.pdf Veškerý výzkum tohoto druhu byl proveden před 50-60 lety, před érou internetu, a nová generace věci znovu objevuje v legračním chybnémzpůsob.
Pěkný odkaz, C :?A ne, fyzika přenosu tepla se za posledních 50 let nezměnila.Definitivní příspěvek z roku 1948 ZTRÁTY TEPLA ZDARMA KONVEKCÍ W. ELENBAASA platí dodnes.Papír, ke kterému jste se připojili, je přesný, jedná se o základní souhrnný papír.Poskytuje potřebné znalosti, aniž by se zabýval důvodem.Proč je příliš složité, a proto se také používají aproximace. Vědění je poznání, že rajče je ovoce. Moudrost ví, že nepoužívat rajče v ovocném salátu.Viz dokument o teplotě drátu z roku 1930: https://electronics.stackexchange.com/a/384261/124009
@Misunderstood, zkuste to, https://open.library.ubc.ca/media/download/pdf/24/1.0074423/1
Pojďme [pokračovat v této diskusi v chatu] (https://chat.stackexchange.com/rooms/80584/discussion-b Between-ali-chen-and-misunderstood).


ⓘ
Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 4.0, pod kterou je distribuován.
Loading...