Les paramètres des ailerons des dissipateurs de chaleur sont les facteurs fondamentaux qui déterminent leur performance, leur taille, leur coût et leur fiabilité.Une excellente conception thermique implique de trouver l'équilibre optimal entre ellesCe qui suit est une introduction détaillée des différents paramètres des ailerons, y compris leurs définitions, leurs impacts et leurs considérations de conception.
I. Paramètres géométriques de base
Ces paramètres définissent directement la forme physique et la disposition des nageoires, comme le montre la figure 1 ci-dessous.
Figure 1: Paramètres géométriques des ailerons
1. Le niveau de la nageoire (P)
Définition:La distance entre deux nageoires adjacentes, parfois aussi la distance entre les nageoires.
Les effets:
1- Petit coup de feu:Plus de nageoires par unité de volume, plus grande surface de dissipation de chaleur, mais une résistance à l'air accrue et une susceptibilité accrue à l'accumulation de poussière.
2- Une grande hauteur:Moins de résistance à l'air, moins susceptible d'accumulation de poussière, mais une surface de dissipation thermique totale réduite.
Considération de la conceptionIl est nécessaire de trouver l'équilibre optimal entre la zone de dissipation de chaleur et la résistance du débit d'air.
2. Hauteur des nageoires (H)
Définition:La hauteur verticale de la nageoire de sa racine à son extrémité.
Les effets:
1- Augmentation de la hauteur:Augmente considérablement la surface de dissipation de chaleur, améliorant ainsi la capacité de refroidissement.
2Les effets négatifs:Au fur et à mesure que les nageoires deviennent plus hautes, il devient plus difficile pour la chaleur à l'extrémité d'être conduite à travers la plaque de base,entraînant une diminution de l'efficacité des nageoires (différence de température plus importante entre la pointe et la racine)La résistance mécanique diminue également, les rendant sensibles aux vibrations.
Considération de la conceptionLa hauteur doit être conçue en coordination avec la hauteur et l'épaisseur.
3. Épaisseur de nageoire (δ)
Définition:L'épaisseur de la nageoire elle-même.
Les effets:
1.Épaisseur accrue:Il facilite la conduction de la chaleur de la racine à la pointe (réduit la résistance thermique conductrice de la nageoire), améliore l'efficacité de la nageoire et améliore la résistance mécanique.
2.Épaisseur réduite:Sous la même hauteur, cela permet d'avoir plus de nageoires (c'est-à-dire une plus petite distance libre), augmentant ainsi la zone de dissipation de chaleur, mais augmente également la résistance de l'air.
Considération de la conceptionDes nageoires plus minces sont utilisées pour la légèreté et la miniaturisation, mais la faisabilité du procédé et la résistance structurelle doivent être assurées.
4. rayon intérieur de la nageoire (R)
Le rayon intérieur de la nageoire (R) est assuré par le moule.Un R trop petit peut entraîner des défauts tels que des fissures d'aileron et une mauvaise planéité après l'estampage.
5. angle de déviation de la perpendicularité (a)
L'angle de déviation (a) de l'axe de chaque onde de nageoire par rapport à la perpendiculaire de la surface de base.Cet angle est généralement contrôlé à ±3°Le dépassement de cette tolérance conduit à une mauvaise formation des nageoires.
6. Forme de nageoire
Définition:La forme macro-géométrique de la nageoire.
Résumé:Les nageoires sont disponibles en différents types de structure tels que serrées, simples (droit) et perforées.La surface étendue de la nageoire et sa capacité à perturber le flux de fluide déterminent la capacité d'échange de chaleur.
Caractéristiques des nageoires simples:Ils présentent de longues nageoires rectangulaires avec des parois lisses. Leur transfert de chaleur et leurs caractéristiques de débit sont similaires au débit de fluide dans de longs tuyaux circulaires.
Figure 2: Ailerons simples
Caractéristiques des nageoires dentelées:Les canaux de fluide sont estampillés pour être inégaux, augmentant la turbulence du fluide et améliorant le processus de transfert de chaleur.
Figure 3: Nageoire dentelée
Caractéristiques des nageoires ondulées:Il s'agit de presser certaines ondulations/ondes dans une nageoire plane pour favoriser la turbulence du fluide. Plus les ondes sont denses et plus l'amplitude est grande, meilleure est la performance de transfert de chaleur.
Figure 4: Nageoire ondulée
Caractéristiques des nageoires perforées:Ils sont souvent placés dans des sections de distribution d'entrée/sortie et où se produit un changement de phase du fluide.
Figure 5: Nageoire perforée
II. Performance des ailerons et paramètres physiques
Ces paramètres décrivent les caractéristiques de performance et les propriétés physiques des nageoires.
1. Fin Efficacité
Définition:Le rapport entre la dissipation de chaleur réelle de la nageoire et sa dissipation de chaleur idéale (en supposant que toute la nageoire soit à la température de la racine).
Les effets:
1Plus la nageoire est haute, plus mince ou plus elle est faite d'un matériau moins conducteur thermiquement, plus son efficacité est faible (température de pointe inférieure).
2Une efficacité plus élevée indique une meilleure utilisation du matériau des nageoires.
Considération de la conceptionL'objectif est de rendre l'efficacité des nageoires aussi élevée que possible (généralement souhaitée > 70 à 80%).Cela signifie choisir des matériaux avec une bonne conductivité thermique et concevoir rationnellement le rapport hauteur/épaisseur.
2Diamètre hydraulique
Définition:Un paramètre complet utilisé pour décrire les caractéristiques des canaux de débit entre les nageoires.
Les effets:Détermine les caractéristiques du débit et le nombre de Reynolds (Re) dans le canal, affectant ainsi le coefficient de transfert de chaleur par convection et la résistance au débit.
Considération de la conceptionLes ingénieurs l'utilisent pour la dynamique des fluides et les calculs de transfert de chaleur.
3Le rapport surface/volume
Définition:La surface de dissipation de chaleur fournie par unité de volume du dissipateur de chaleur.
Les effets:Un rapport plus élevé indique une meilleure compacité du dissipateur de chaleur, permettant une plus grande capacité de refroidissement dans un espace limité.
Considération de la conceptionDans les applications à espace restreint (par exemple, ordinateurs portables, téléphones portables), il est essentiel d'obtenir un rapport haute surface/volume.
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