如果鋸齒切除的部分比鰭片厚度大時,即a≥2,
散熱器面積越大,它的散熱能力越強???
本期給大家?guī)淼氖?/span>關(guān)于針狀鰭片散熱器散熱能力的研究內(nèi)容,希望對大家有幫助。
本文部分觀點摘選自《尋找熱量的足跡》,感興趣的可以去看原文。
散熱器面積越大, 它的散熱能力越強。我不知道有多少人是這么認(rèn)為的。這是一個經(jīng)驗規(guī)則,導(dǎo)致實際項目當(dāng)中可能會犯一些經(jīng)驗主義錯誤。
我們以針狀鰭片散熱器舉例說明。
針狀片散熱器的設(shè)計理念是試圖在一個給定的體積里生成盡可能多的換熱面積。
在如上圖所示的針狀散熱器中,看上去似乎生成了很多換熱面積,但事實上真是如此嗎?
其中,鰭片高度為10mm,厚度為2mm,橫切的寬度為amm,基板為的正方形。
那么,
板翅型鰭片散熱片面積為,S1=780mm2
針狀鰭片散熱片面積為,S2=3*(3*2*(10-2a)/3+6*2*10+6*10*(10-2a)/3)=1020-132a(mm2)
針狀鰭片散熱片面積為,S2≤1020-132*2(mm2)=756mm2
眾所周知,換熱公式,

初步看來,其他不變的情況下,確實是A變大,Q肯定是越來越大,但實際情況要復(fù)雜得多。
其散熱能力,考量的并不是表面積,而是與流過的氣流接觸的表面積才對換熱有幫助。
如果板翅型鰭片散熱器安裝正確的話,鰭片的表面積與氣流方向一致,對流換熱有幫助,如下圖所示,
對于針狀鰭片散熱器,只有與氣流同方向的表面積能夠接觸到流動空氣;垂直氣流方向的表面積接觸到的只是靜止的空氣或漩渦氣流,這部分表面積無法帶走太多熱量。
因此,針狀鰭片散熱器不僅沒有增加散熱面積,而且有一半的表面積朝向錯誤的氣流方向。
仿真驗證
通過Flotherm仿真對比兩種情況,
case1:板翅型鰭片散熱器
case2:針狀鰭片散熱器
實驗結(jié)果如下
溫度場
流場
切除寬度小于鰭片厚度
可以看出基本與上述情況符合,使用針狀鰭片散熱器與板翅型鰭片散熱器,同樣尺寸、材料等情況下,熱源溫度還要高7℃。
另外,有提到“小拇指規(guī)則”,通過軟件command center也可以做自動優(yōu)化,感興趣的可以去驗證一下。
即,當(dāng)功耗和鱗片長度一定時,可以用教科書上的方程式計算散熱器最優(yōu)的鱗片間距。
對于典型的散熱器(如 1in x 1in 或 2in x 2in)和 10W 以內(nèi)的功耗,自然對流散熱的******鰭片間距大約為 1/4in( 6.4mm)。
還有一個更好的方法,如果散熱器儲片之間無法容納你的小拇指,那么不要在自然對流散熱中使用這個散熱器,稱之為“小拇指規(guī)則”。