В различни приложения инженерните решения относно оптималното решение за радиатори може да зависят от цената и производителността. На теория получаването на продукт с най-ниска цена, който отговаря на изискванията за производителност, изглежда лесно. Всъщност клиентите често избират да променят спецификациите на производителността (използвайки различни чипове) или да пожертват част от производителността (като влошаване на чиповете въз основа на условията), когато са изправени пред високи цени.
Тази статия сравнява няколко радиатора на базата на топлинни тръби/парна камера за показатели за производителност и разходи:
Производителност: Използвайте софтуерния пакет FloTHERM CFD, за да изчислите общата производителност на радиатора Δ T.
Разходи: Ако приемем, че размерът на партидата е достатъчно голям, инвестиционните разходи за твърдата форма няма да бъдат отразени в единичната цена. В допълнение, единичната цена е спрямо решението с най-ниска цена (1 пъти, 1,1 пъти и т.н.), тъй като увеличаването на размера на партидата ще намали единичната цена.
Конструктивни параметри на радиатора
Мощност на източника на топлина: 250 вата
Размер на източника на топлина: 30 х 30 мм
Максимална околна температура: 25 градуса
Дебит на въздуха: 40 кубически фута в минута (CFM)
Кондензатор: фиксиращ размер на перката 115 * 85 * 65 мм
Нека започнем с най-основния дизайн и постепенно да навлезем в сложните процеси, за да видим как производителността и разходите се влияят от дизайна.
1. Радиатор на топлинна тръба на базата на алуминий или мед
U-образна алуминиева основа радиатор на топлинна тръба
Това е най-традиционният дизайн на радиатор с топлинна тръба. Четири U-образни топлинни тръби са заварени към алуминиева или медна основа и след това в контакт с източник на топлина. Топлината трябва първо да премине през основата, след което те могат да достигнат топлинната тръба.
Освен огъване, не са извършени други вторични операции върху четирите 6 mm топлинни тръби, въпреки че контактната зона между топлинните тръби и основата в този пример е леко плоска.
CFD на радиатор с топлинна тръба с алуминиева основа
Моделът FloThermal показва, че температурата на радиатора е с 53,9 градуса по-висока от температурата на околната среда (78,9 градуса -25 градуса =референтна максимална температура - температура на околната среда) и ние използваме тази температура като еталон за ефективност, с референтен показател за разходите, определен като 1 път.
Ако се изисква по-висока производителност, може да се използва медна основа вместо алуминиева основа. Топлинната проводимост на медната основа е два пъти по-голяма от тази на алуминиевата основа, така че производителността на медната основа е подобрена с 2,3 градуса. Дизайнът на медната основа увеличава цената с 5% в сравнение с алуминиевата основа, а също така има леко увеличение на теглото.
2. Радиатор с топлинна тръба с директен контакт
Радиатор с топлинна тръба с директен контакт
Този дизайн позволява директен контакт между източника на топлина и топлинната тръба, като по този начин елиминира абсорбиращата топлина основа и интерфейсните материали (спойка, използвана за закрепване на топлинната тръба към основата). Въпреки това, за да се получи необходимата гладкост на повърхността, топлинната тръба трябва да бъде машинно обработена (вторична операция).
CFD на радиатор с топлинна тръба с директен контакт
Благодарение на директния контакт между топлинната тръба и източника на топлина, производителността на този дизайн на радиатора е подобрена до 49,3 градуса, което е с 4,6 градуса по-високо от еталонната стойност и 2,3 градуса по-високо от дизайна, използващ медна основа. Това обаче изисква допълнителна обработка на основата (вграждане на канали на топлинната тръба) и обработка на топлинната тръба, което е 1,1 пъти по-скъпо от бенчмарк дизайна (10% по-скъпо).
3. U-образен радиатор с еднаква температура
U-образен радиатор с равномерна температура
Това решение заменя четири 6 mm топлинни тръби с единична U-образна парна камера. От гледна точка на дизайна, той е най-подобен на радиатора с топлинна тръба с директен контакт, като и двата позволяват на процесора на източника на топлина да влезе в пряк контакт с двуфазните компоненти. Важното съображение при избора на този дизайн е дали доставчикът на радиатор може да произведе интегрирана парна камера, тъй като традиционните конструкции от две части не могат да бъдат огънати в U-образна форма.
CFD на радиатора с U-образна пластина с еднаква температура
В сравнение с дизайна на топлинната тръба с директен контакт, производителността на решението с vc радиатор се е подобрила с 21,5% (11,6 градуса), докато цената се е увеличила само с 4,55%. Увеличаването на дебелината на стената на vc радиатора обаче доведе до увеличение от приблизително 75 g на теглото на радиатора на радиатора.
4. 3D радиатор на плоча с еднаква температура
3D радиатор с еднаква температура
В този дизайн долната плоча, абсорбираща топлината, е камера за изпарения, която споделя парен канал с топлинната тръба на вертикалния кондензатор. По време на производствената фаза, 8 топлинни тръби от отворен тип са запоени в плоча на парна камера с отвори; Парната камера е в пряк контакт с източника на топлина, като равномерно разпределя топлината по равнината XY и разпръсква топлината към ребрата през вертикални топлинни тръби.
CFD на 3D радиатор с парна камера
Този дизайн има най-добра производителност, но цената е висока. В сравнение с най-близкия му конкурент, U-образната vc радиаторна плоча, температурата му е намаляла с близо 2 градуса (производителността се е повишила с 4,9%), но цената му се е удвоила (увеличена със 117%).
Все пак трябва да се отбележи, че този случай не подчертава напълно потенциалните предимства на дизайна на 3D парна камера. Тъй като необходимият размер на долната плоча се увеличава, разликата в производителността между това решение и конструкцията на плочата с U-образна парна камера също се увеличава.
резюме
Таблицата по-долу показва, че смяната на материала или двуфазните компоненти на радиатора може да постигне значително подобрение на производителността. От еталонния радиатор на базата на алуминий до решението за 3D vc радиатор, производителността е подобрена със 17 градуса, но цената се е увеличила със 150%.
Сравнение на производителността и цената на радиатора
Чрез замяна на основата с меден материал с по-силна топлопроводимост или поставяне на топлинната тръба в пряк контакт с източника на топлина може да се постигне умерено подобрение на производителността от около 7% -15% и увеличение на разходите (спрямо еталонния показател) .
Дизайнът с най-добра цялостна стойност, като се имат предвид параметрите на приложението, може да бъде радиатор на парни камери. Въпреки че е с 15% по-скъп от базовата цена, производителността му се е подобрила с 28% (с 15,2 градуса).
Популярни тагове: 250 W радиатори с топлинни тръби / парна камера, Китай, доставчици, производители, фабрика, персонализирана, безплатна проба, произведено в Китай
