แนวทางทั่วไปสำหรับการออกแบบตัวระบายความร้อน

1. การออกแบบชุดระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติ

——การออกแบบตัวระบายความร้อนสามารถทำการออกแบบเบื้องต้นเกี่ยวกับปริมาตรของซองจดหมาย และจากนั้นทำการออกแบบรายละเอียดเกี่ยวกับรายละเอียดของตัวระบายความร้อน เช่น ครีบและขนาดด้านล่าง

1. ปริมาณซองจดหมาย

2. ความหนาด้านล่างของตัวระบายความร้อน

การออกแบบความหนาด้านล่างที่ดีต้องมาจากส่วนแหล่งความร้อนที่หนาและบางไปจนถึงส่วนขอบ เพื่อให้ตัวระบายความร้อนสามารถดูดซับความร้อนเพียงพอจากส่วนแหล่งความร้อนเพื่อถ่ายโอนไปยังส่วนที่บางกว่าโดยรอบได้อย่างรวดเร็ว

3. ครีบรูปร่าง

ความหนาของชั้นอากาศประมาณ 2 มม. และกริดระหว่างครีบต้องสูงกว่า 4 มม. เพื่อให้การพาความร้อนเป็นไปอย่างราบรื่น แต่จะลดจำนวนครีบและลดพื้นที่ของแผ่นระบายความร้อน A. ตารางระหว่างครีบจะแคบลง - การพาความร้อนตามธรรมชาติลดลงและประสิทธิภาพการกระจายความร้อนลดลง พื้นที่ครีบใหญ่ขึ้น ครีบเล็กลงและพื้นที่ผิวลดลง

ความหนาของครีบ

เมื่อรูปร่างของครีบได้รับการแก้ไข ความสมดุลของความหนาและความสูงจะมีความสำคัญมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาของครีบบางและสูงจะทำให้ถ่ายเทความร้อนที่ส่วนหน้าได้ยาก ตัวระบายความร้อนเพิ่มขึ้นไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้

ความบางของครีบ - ความสามารถของครีบในการถ่ายเทความร้อนไปยังด้านบนจะอ่อนแอลง

ครีบหนาขึ้น-ครีบน้อยลง (พื้นที่ผิวลดลง) ครีบที่เพิ่มขึ้น-ความสามารถของครีบในการไปถึงปลายจะลดลง (ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรลดลง) พื้นที่ผิวครีบสั้นลง

4. การรักษาพื้นผิวของอ่างความร้อน

การรักษาอะลูมิเนียมหรือแอโนดบนพื้นผิวของแผ่นระบายความร้อนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแผ่รังสีและเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของแผ่นระบายความร้อน โดยทั่วไปแล้ว มันไม่เกี่ยวอะไรกับสีขาวหรือสีดำเลย การตกของพื้นผิวอย่างกะทันหันสามารถเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนได้ แต่ในกรณีของการพาความร้อนตามธรรมชาติ อาจทำให้ชั้นอากาศอุดตันและทำให้ประสิทธิภาพลดลง

2. การออกแบบแผ่นระบายความร้อนแบบบังคับการพาความร้อน

——เพิ่มการนำความร้อน

(1) การเพิ่มความเร็วลมเป็นวิธีที่ตรงไปตรงมามาก สามารถใช้กับพัดลมที่มีความเร็วลมสูงเพื่อให้บรรลุเป้าหมาย

(2) ครีบแบนจะถูกตัดขวางเพื่อตัดครีบแบนเป็นชิ้นสั้นหลายชิ้น แม้ว่าสิ่งนี้จะลดพื้นผิวของตัวระบายความร้อน แต่จะเพิ่มความนำความร้อนและเพิ่มแรงดัน เมื่อทิศทางลมไม่แน่นอน การออกแบบนี้จึงเหมาะสมกว่า (เช่นฮีตซิงก์บนมอเตอร์ไซค์)

(3) การออกแบบครีบเข็ม ฮีตซิงก์แบบครีบเข็มมีจุด n ที่เบากว่าและเล็กกว่า รวมถึงประสิทธิภาพเชิงปริมาตรที่สูงขึ้น และที่สำคัญกว่านั้นคือเป็นแบบทิศทางเดียว จึงเหมาะสำหรับฮีตซิงก์แบบบังคับการพาความร้อน เช่น ดังแสดงในรูปที่ 9 รูปร่างของครีบ สามารถแบ่งออกเป็นสี่เหลี่ยม วงกลม และวงรี แผ่นระบายความร้อนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าทำจากอะลูมิเนียมตัดขวางและสามารถหล่อขึ้นรูปหรือหล่อกลมได้ การถ่ายเทความร้อนของฮีตซิงก์รูปวงรีหรือรูปหยดน้ำ ค่าสัมประสิทธิ์จะสูงกว่าแต่ขึ้นรูปได้ไม่ง่าย

(4) Impinging flow cooling ใช้การไหลของอากาศจากด้านบนของครีบไปยังด้านล่าง วิธีการทำความเย็นนี้สามารถเพิ่มการนำความร้อนได้ แต่ต้องให้ความสนใจกับทิศทางของลมเพื่อให้เข้ากับการออกแบบโดยรวม

สำหรับการออกแบบแบบเป่าลงทั่วไปโดยวางพัดลมไว้เหนือฮีตซิงก์ ต้องมีการออกแบบที่แม่นยำยิ่งขึ้นเนื่องจากต้องมีคุณสมบัติตรงกัน เนื่องจากเอฟเฟกต์การหมุนของพัดลมตามแนวแกน ตำแหน่งของเพลาจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะถูกลมพัด ฮีตซิงก์จำนวนมากจึงได้รับการออกแบบให้เป็นแนวรัศมี และด้านบนของฮีตซิงก์บางตัวได้รับการออกแบบให้มีความยาวต่างกันหรือ โค้งเพื่อนำลม อีกวิธีหนึ่งคือใช้การเป่าด้านข้าง โดยทั่วไป ฮีตซิงก์แบบเป่าลมด้านข้างสามารถพัดผ่านครีบและมีความต้านทานการไหลน้อยกว่า ดังนั้นสำหรับครีบสูงและหนาแน่นจึงใช้การออกแบบฝาครอบด้านบน เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสลมไหลผ่าน ชนิดเป่าลมด้านข้างสามารถให้ผลดีกว่าแบบเป่าลมลง