Konstrukce hliníkového chladiče

Chladiče jsou zařízení používaná k odvodu tepla ze součástí, které vytvářejí teplo ve strojních zařízeních. Zvětšením plochy přenosu tepla mezi komponentou a vzduchem přes žebra chladiče se zlepší účinnost odvodu tepla a sníží se teplota komponenty během nepřetržitého provozu, čímž se stane stabilnější.

 

S oblibou dílů odlévaných pod tlakem z hliníkové slitiny v energetických součástech, jako jsou motory a motory, se objevuje stále více dílů odlévaných pod tlakem z hliníkové slitiny se strukturou chladiče.

 

Jak navrhnout rozumnou strukturu žeber chladiče na tlakovém odlitku tak, aby se našlo rozumné řešení z hlediska výkonu odvádění tepla, kvality odlitku, výrobních nákladů atd., se stalo směrem, kterým musí mnoho konstruktérů odlitků zvažovat.

 

 

Funkce konstrukce žeber chladiče na dílech odlévaných pod tlakem z hliníkové slitiny určuje, že často prochází optimalizačním návrhovým krokem po funkčním tvarování výrobku během procesu návrhu výrobku.

 

To znamená za podmínky, že neovlivní počáteční fázi návrhu, kombinování variabilních dílů s pozdějšími procesy hromadné výroby, aby se zvolilo rozumné řešení pro návrh.

 

Na základě dlouholetých zkušeností s vývojem výrobků pro tlakové lití shrnul ZP HEAT SINK některé související techniky rozdělené převážně do dvou aspektů.

 

 

 

Funkcí chladiče je rozptýlit teplo generované tepelným zdrojem na větší plochu žeber (lopatek) a následně přenést teplo do vzduchu vedením tepla. Jak můžeme zlepšit chladicí účinek našeho produktu?

 

1. Vzorec pro výpočet rozptylu tepla dosaženého vedením tepla je následující:
Teplo odváděné vedením tepla [W]=Tepelná vodivost [W/(m²· stupeň )] × Plocha rozptylu tepla [m²] × Rozdíl teplot s okolím [ stupeň ].

Na základě tohoto vzorce lze usoudit, že za konstantních materiálových podmínek má větší plocha pro odvod tepla a větší teplotní rozdíl s okolím za následek vyšší účinnost chlazení.

 

2. Oblast rozptylu tepla:
Obecně existují dva faktory, které určují velikost povrchu chladiče: povrch jednoho kusu a počet chladičů.
To znamená, že více chladičů vede k větším jednodílným povrchům a celkově větším plochám pro odvod tepla.

 

3. Teplotní rozdíl s okolím:
To se týká teplotních rozdílů mezi okolním vzduchem a okolní teplotou. Větší teplotní rozdíl vede k efektivnějšímu přenosu chladnějšího vzduchu přes horké povrchy.

Pro účinné chlazení je klíčové zlepšení proudění vzduchu. V případech, kdy se používají externí zařízení, jako jsou ventilátory, je důležité zajistit jasné směry vstupu/výstupu bez překážek.

V případech, kdy se nepoužívají žádná externí zařízení, by měly být nechráněné lopatky uspořádány tak, aby se nepřekrývaly nebo blokovaly, aby se vytvořil volný prostor pro proudění vzduchu.

Abych to shrnul: rostoucí počet chladičů; zvětšení jejich povrchů; zlepšení ventilace přispívá k lepšímu chladicímu výkonu.

 

 

Účelem procesně orientovaného návrhu je dosáhnout vysoké účinnosti a nízké spotřeby v následné hromadné výrobě produktů navržením tlakových odlitků, které mají vysokou efektivitu výroby, nízkou zmetkovitost a minimální odpad.

 

Procesně orientovaný návrh chladičů by měl zajistit následující:
1. Rozmístění chladiče nezasahuje do celkové montáže ani nezakrývá žádné součásti, které mohou ovlivnit následnou montáž.

2. Je třeba zvážit plnění tlakovým litím; chladiče by proto měly být umístěny co nejméně na konci směru proudění.

3. Velikost a tloušťka chladiče jsou obecně 2/3 průměrné tloušťky stěny.

4. Délka je 10-20násobek jeho tloušťky, s některými výjimkami pro speciální tvary založené na skutečných vlastnostech produktu.

5. Čepele, které jsou příliš dlouhé nebo tenké, mohou způsobit potíže při výrobě tlakového lití, což má za následek neúplné odlévání nebo defekty za studena.

6. Ačkoli chladiče obecně nenesou hmotnostní zatížení, potřebná pevnost může snížit zmetkovitost způsobenou ohýbáním čepele během výrobních procesů.

7. Zaoblený R-roh (tloušťka čepele R=) by měl být navržen u kořene každé čepele, aby se zvýšila pevnost čepele a optimalizovalo plnění matrice.