Įvadas
Aušinimo kriauklės-paprastai pagamintos iš aliuminio arba vario-ištraukia šilumą nuo elektronikos ir išstumia ją į aplinkinį orą. Juos rasite visur: kompiuteriuose, apšvietime, maitinimo įrenginiuose, kaip žinote. Siekdamos padėti jiems tarnauti ilgiau ir geriau dirbti, įmonės dažnai apdoroja jų paviršius. Tokie dalykai kaip anodavimas, metalo dengimas ar specialios dangos ne tik apsaugo pelekus nuo rūdžių; tai taip pat padeda jiems efektyviau išlieti šilumą. Kiekvienas gydymas turi savo privalumų ir trūkumų. Kai kurie padidina šilumines savybes, kai kurie kovoja su korozija, o kai kurie tiesiog sumažina išlaidas. Pažvelkime atidžiau į anodavimą, dengimą ir dangą ant aušintuvų ir pažiūrėkime, kaip kiekvienas iš jų auga efektyvumo, apsaugos ir kainos požiūriu.
Anodavimo aušintuvai: spinduliuotė ir ilgaamžiškumas
Anodavimas yra procesas, kurio metu aliuminio aušintuvai tampa tvirtesni ir patvaresni{1}. Tai veikia taip: per metalą praleidžiate elektros srovę, kuri sutirština natūralų oksido sluoksnį į kietą, porėtą apvalkalą. Šis apvalkalas daro daug. Jis apsaugo aušintuvą nuo korozijos ir susidėvėjimo-todėl daug geriau nei paprastas aliuminis atlaikys drėgmę ar sūrų orą. Sudarant sandorį taip pat gausite puikią elektros izoliaciją, todėl yra mažesnė elektros trumpųjų jungčių rizika, kai komponentai yra sandariai supakuoti.
Tačiau tikroji magija, bent jau aušinant, įvyksta su paviršiaus spinduliuote. Plikas aliuminis beveik neskleidžia šilumos. Jo spinduliavimo koeficientas yra nuo 0,04 iki 0,06, o tai reiškia, kad jis dažniausiai tiesiog grąžina šilumą, o ne leidžia jai išeiti. Tačiau anodavus, šis skaičius padidės iki 0,8 ar net 0,9. Tai didžiulis šuolis-staiga, juodas anoduotas aušintuvas gali spinduliuoti šilumą 15–20 kartų efektyviau nei paprastas. Tai labai svarbu, jei susiduriate su pasyviu vėsinimu arba situacijomis, kai oro srautas yra ribotas. Ekspertai teigia, kad juodi anoduoti aušintuvai gali 8–10 kartų padidinti radiacinį aušinimą, palyginti su plika aliuminiu, o tai reiškia, kad dalys yra vėsesnės, ypač mažose ar ankštose patalpose.
Dabar pats anoduotas sluoksnis yra plonas-paprastai tik nuo 5 iki 25 mikronų standartiniams dalykams,-todėl jis tikrai nesustabdo šilumos srauto per metalą. Gaunate šiek tiek papildomos šiluminės varžos, galbūt 5–10% daugiau, tačiau spinduliavimo svyravimai jį kompensuoja. Jei persistengsite ir naudosite itin-storą „kietą anodavimą“ (25–100 mikronų), tada taip, pradėsite matyti, kad kriauklė įkaista, nes sluoksnis blokuoja šilumą šiek tiek daugiau. Tačiau įprastomis sąlygomis kompromisas{12}}nedidelis ir paprastai to vertas.
Anodavimas gali patikti daugiau. Procesas yra išbandytas-ir-tikras, veikia dideliu mastu ir paprastai yra pigesnis nei įmantrios specialios dangos. Be to, akytas paviršius gerai sugeria dažus, todėl galite gauti įvairių spalvų aušintuvus, nesugadindami jų aušinimo galios. Tyrimai rodo, kad šiluminei spinduliuotei spalva tikrai nesvarbu,{5}}skaidri anoduota apdaila vėsina taip pat gerai kaip juoda.
Apatinė eilutė: anoduoti šilumos kriauklės yra mėgstamiausios ne be priežasties. Jie atsparūs korozijai, skleidžia šilumą kaip čempionai ir puikiai atrodo. Vienintelis tikras minusas yra nedidelis šilumos laidumo sumažėjimas, jei oksido sluoksnis tampa per storas, tačiau naudojant standartinį anodavimą tai nėra didelė problema. Gaunate protingą apsaugos ir našumo pusiausvyrą.
Aušintuvų dengimas: laidumas ir apsauga
Aušintuvo padengimas reiškia ploną metalo sluoksnį -nikelio, alavo, sidabro arba kartais aukso-tiesiai ant paviršiaus. Žmonės dažniausiai tai daro su varinėmis arba plieninėmis kriauklėmis, o kartais ir su aliuminiu, nors tam reikia specialaus apatinio sluoksnio. Didžioji dengimo priežastis? Apsauga nuo korozijos. Pavyzdžiui, ant vario uždėjus nikelio ar alavo, jis nebeoksiduoja ir nerūdija, o tai padeda šilumos šalintuvui gerai veikti drėgnoje ar atšiaurioje aplinkoje. Iš esmės metalinė danga veikia kaip skydas, išlaiko orą ir drėgmę, todėl dalis ilgiau tarnauja.
Padengti sluoksniai, skirtingai nei anoduoti, vis tiek praleidžia ir šilumą, ir elektrą. Beelektrinis nikeliavimas išsiskiria tuo, kad yra atsparus korozijai ir vis tiek praleidžia šilumą. Nikelio sluoksnio šilumos laidumas yra maždaug 90 W/m·K-mažesnis nei vario (apie 400 W/m·K) arba aliuminio (apie 200 W/m·K)-, tačiau jis vis tiek atlieka savo darbą. Vienas pramonės ekspertas netgi sako: „Beelektrinis nikelis yra geriausia danga, jei norite maksimalaus šilumos perdavimo“, ir kad nikelio danga išlieka laidi tiek termiškai, tiek elektrai. Sidabruotas dar didesnis (apie 429 W/m·K) ir rodomas su itin našia{10}}įranga, nors laikui bėgant susitepa. Auksinis padengimas (318 W/m·K) paprastai naudojamas aviacijos ir RF srityse, kur stabilumas yra svarbiausias.
Dauguma dangų yra tik kelių mikronų storio, todėl ji beveik neprideda jokios šiluminės varžos. Nikelio papildomas atsparumas yra apie 0,2 K·cm²/W-, toks mažas, kad daugeliui dizainų nesvarbu. Skirtingai nuo dažų, metalo dengimas sunkiai izoliuoja, nes pats metalas gerai perneša šilumą. Vis dėlto dengimas nėra pigus. Kaina priklauso nuo metalo: alavas ir nikelis nėra blogi, tačiau sidabras ir auksas gali greitai pabrangti. Be to, dengti aliuminį nėra paprasta,-reikia atlikti papildomus valymo veiksmus arba specialaus pagrindo sluoksnio, o tai dar labiau apsunkina.
Apatinė eilutė: aušintuvų padengimas užtikrina tvirtą atsparumą korozijai, nepažeidžiant šilumos laidumo. Tai ypač būdinga varinėms kriauklėms (nes varis mėgsta rūdyti) ir visur, kur norite blizgios, švarios apdailos, pavyzdžiui, jungtys. Kompromisai-? Didesnė kaina ir kartais galvaninės korozijos problemos,-pvz., jei plonas nikelis ant aliuminio subraižomas. Tačiau atliekant didelio{5}}patikimumo darbus, paprastai tai apsimoka. Gera nikelio arba alavo plokštė leidžia šilumos kriauklei veikti ilgą laiką.
Šilumos šalintuvai su skirtingo tipo paviršiaus apdaila
Aušintuvų dangos: estetinė ir izoliacinė apdaila
Aušintuvų dangos paprastai reiškia dažus, miltelinius sluoksnius arba polimerines plėveles, kurios užtepamos pagaminus šilumos šalintuvą. Šie sluoksniai yra daug storesni nei anoduoti-pagalvokite apie 30–100 mikronų-ir, tiesą sakant, jie yra skirti tam, kad apsaugotų dalį arba kad ji gražiai atrodytų, o ne tam, kad geriau atvėstų. Tiesą sakant, danga virsta tikra termine kliūtimi. Vienas radiatorių dizaineris pasakė tiesiai šviesiai: „Nedažykite radiatorių“. Dažai palieka ploną izoliuojančią plėvelę, kuri sulėtina šilumos perdavimą. Net matinis juodas paltas, kuris, kai kurių žmonių nuomone, gali padėti, iš tikrųjų šiek tiek sumažina našumą. Jo mažas šilumos laidumas ir storis tiesiog trukdo.
Dabar yra posūkis. Dangos padidina paviršiaus spinduliuotę. Geros juodos spalvos spinduliuotės koeficientas gali būti nuo 0,4 iki 0,8, kur kas geriau nei blizgančio metalo. Taigi, taip, dažytas šilumos kriauklė efektyviau spinduliuoja šilumą. Tačiau čia yra klaida: šis padidinimas retai kompensuoja tai, kad danga blokuoja šilumos srautą iš paties metalo. „ProtoLabs“ duomenys rodo, kad miltelinės dangos šiluminis efektyvumas gali sumažėti 20–50 proc., naudojant didelės-galios aušintuvus. Taigi, nudažytos kriauklės įkaista, ypač kai viskas įkaista. Kai kurie gamintojai siūlo „šilumą išsklaidžiusius“ dažus, tačiau, kaip pažymėjo vienas inžinierius, plikas metalas iš tikrųjų įveikia padengtas dalis, kai temperatūros skirtumas nėra didžiulis.
Yra ir kito tipo dangos{0}}konversinės dangos, pvz., chromatas arba fosfatas. Tai kitokia istorija. Jie itin ploni, tik mikrono dalis ir jungiasi tiesiai prie metalo. Jie vos liečia šilumos perdavimą, bet padeda dažams prilipti ir suteikia šiek tiek apsaugos nuo korozijos.
Apatinė eilutė: žmonės naudoja polimerines radiatorių dangas dėl išvaizdos ar elektros izoliacijos, o ne dėl geresnio aušinimo. Dėl jų detalės atrodo aštrios ir išvengiama įbrėžimų ar elektros šortų, tačiau šiluminės charakteristikos visada šiek tiek pablogėja. Mažos-galios šviesos diodų šviestuvuose ar plataus vartojimo įtaisuose, kur svarbi išvaizda, paprastai tinka juodi arba balti milteliniai dažai. Tačiau kai kalbama apie didelio našumo- dalykus, inžinieriai vengia storų dažų ant kritinių aušintuvų.
Našumo ir efektyvumo palyginimas
Taigi, kaip šie gydymo būdai iš tikrųjų pasiteisina, kai reikia atsikratyti šilumos? Tai tikrai priklauso nuo to, kaip jūs viską atvėsinate. Jei pasikliaujate pasyviu vėsinimu-be ventiliatorių, tiesiog senas geras natūralus oro srautas-, kuris padidina spinduliavimą. Čia tiesiogine ir perkeltine prasme šviečia juodas anodavimas arba specialios dangos. Jie leidžia šilumos kriauklei išmesti daugiau šilumos per spinduliuotę. Paimkite nedidelį pasyvų šilumos šalintuvą: juodai anoduodami galite numušti jo temperatūrą 10–20%, tik leisdami jam geriau spinduliuoti.
Tačiau įvedus ventiliatorių ir perjungus prie priverstinio{0}}oro aušinimo, viršų ims konvekcija. Staiga ta išgalvota aukšto-spindulio spinduliavimo danga padeda tik šiek tiek-patobulinti kelis procentus, nieko dramatiško.
O kaip su padengtais metalais? Pavyzdžiui, nikeliu{0}}padengtos kriauklės vis tiek praleidžia šilumą beveik taip pat, kaip ir plikas aliuminis. Vienas inžinierius netgi pasakė gana tiesiai: anoduotos dangos tiesiog neperkelia šilumos taip efektyviai kaip metalo dengimas. Be to, plonas anoduotas sluoksnis-tik kelių mikronų storio- tikrai netrukdo laidumui. Didesnis vaizdas: anoduoti arba dažyti aušintuvai yra skirti šilumai skleisti, o padengtieji skirti šilumos laidumui ir atsparumui korozijai.
Apibendrinant: juodos anoduotos kriauklės puikiai skleidžia šilumą{0}}kartais iki 8–10 kartų geriau nei plikas metalas. Kita vertus, dengimas išlaiko tokį pat laidų paviršių kaip ir neapdorotas metalas. Dauguma dizainerių mano, kad anodavimas yra geriausias pasyviojo aušinimo pasirinkimas. Tačiau jei nerimaujate dėl rūdžių ar ilgalaikio-dėvėjimosi, pirmenybę teiks dengimas. Sistemose su ventiliatoriais arba mišriu vėsinimu skirtumai mažėja. Tiesą sakant, naudojant ventiliatoriumi{9}}aušinamas kriaukles, stori juodi dažai gali sumažinti temperatūrą vos keliais laipsniais, palyginti su pliko aliuminio. Nikeliavimas? Jūs beveik nepastebėsite temperatūros pokyčių.
Atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas
Labai svarbu apsaugoti radiatorių paviršius nuo korozijos. Pavyzdžiui, anodavimas-ant aliuminio sukuria tvirtą, keramiką{2}}panašų sluoksnį. Šis sluoksnis išlaiko orą ir chemines medžiagas, todėl anoduotos kriauklės geriau atlaiko drėgnas ar sūrus sąlygas nei plikas metalas. Dengimas taip pat veikia. Tik plonas nikelio arba alavo sluoksnis ant vario gali sustabdyti oksidaciją ir padėti šilumos kriauklei atlikti savo darbą ilgus metus. Įsivaizduokite nikeliu{7}}dengtą varinę kriauklę, sėdinčią drėgnoje vietoje; jis vis tiek atrodys ir veiks kaip naujas dar ilgai po to, kai nepadengtas pradės leistis žemyn.
Dažai ir miltelinės dangos padeda padengti metalą, tačiau jos yra tokios geros, kaip jų paviršius. Jei jie subraižomi ar susmulkinami, prasiskverbia korozija. Plonos cheminės dangos, pvz., chromatai ar fosfatai, suteikia dar vieną apsauginį sluoksnį, dažnai prieš dažant milteliniu būdu, kad būtų užtikrinta apsauga. Kalbant apie tai, kaip gerai veikia ši apdaila,{3}}anoduotas aliuminis beveik visada gauna aukščiausius atsparumo korozijai balus, o nikeliavimas taip pat yra aukštas. Plikas aliuminis greitai pradeda formuoti oksidą, o varis akimirksniu sutepa.
Štai kodėl anodavimą ar dengimą rasite ant daugumos šilumos kriauklių, naudojamų lauke arba grubioje pramoninėje aplinkoje. Abu metodai puikiai blokuoja deguonį ir drėgmę, todėl šilumos kriauklė tarnauja ilgiau. Geriausias pasirinkimas priklauso tik nuo metalo, su kuriuo dirbate, ir nuo to, kur kriauklė bus naudojama.
Išlaidų svarstymai
Kaina visada yra svarbi. Dažniausiai anodavimas yra pigesnis aliuminio radiatorių pasirinkimas, ypač jei gaminate didelę partiją. Tai tvirtas ir patikimas procesas, skirtas viskam, kas išspaudžiama arba pagaminta iš aliuminio. Kita vertus, dengimas gali kainuoti visai žemėlapyje-. Alavas ir standartinis nikelis nėra labai blogai, tačiau pradėjus kalbėti apie sidabravimą ar auksavimą, sąskaita greitai šokteli. O kai pasirenkate specializuotas dangas-keraminius dažus, storus polimerus-mokėsite ne tik už medžiagas. Taip pat mokate už papildomą darbą, pvz., kietėjimą ir maskavimą, o tai eikvoja laiką ir pinigus.
Išlaidos keičiasi priklausomai nuo dangos storio ir kiek reikia detalei paruošti. Kietas anodavimas, kuris suteikia didesnį atsparumą dilimui, kainuoja daugiau nei įprastas. Miltelinis dažymas atrodo pigus vienai daliai, tačiau sugaišite daugiau laiko gabalų apdailai. Iš tikrųjų anodavimas yra labai geras: jis yra prieinamas ir atlieka darbą. Dengimas arba puošnios dangos prasmingos tik tada, kai jums reikia kažko ypatingo,-pvz., ypatingos išvaizdos arba savybės, kurios anodavimas negali suteikti. Tarkime, kad jums reikia veleno elektrai pravesti,{6}}tuomet turėsite jį padengti, o kaina nebekels rūpesčių.
Apatinė eilutė: dauguma dizainerių renkasi aliuminio radiatorių anodavimą, nes jis veikia gerai ir nepažeidžia banko. Jei jums reikia specifinių priedų, pavyzdžiui, metalo apdailos ar tam tikros spalvos, gali būti verta mokėti daugiau už dengimą ar specialią dangą. Tiesiog įsitikinkite, kad papildomas našumas ar stilius iš tikrųjų yra verti išlaidų. Paprastas anoduotas aušintuvas dažnai suteikia jums daugiau vertės nei brangus dengtas, kurio šiluminės charakteristikos beveik nesiskiria.
PowerWinxyra pirmaujanti didelio našumo{0}}šilumokaičių ir šilumos valdymo komponentų tiekėja. Siūlome platų šilumnešių su pažangiu paviršiaus apdorojimu asortimentą: nuo juodo-anoduoto aliuminio kriauklių, kurios padidina spindulinį aušinimą, iki korozijai atsparių -nikeliuotų{4}} varių. Teikdama kriaukles su naujausiomis anodavimo, dengimo ir dengimo galimybėmis, „PowerWinx“ padeda elektronikos dizaineriams išlaikyti savo įrenginius vėsius ir patikimus.
