Особенности проектирования теплоотвода корпуса при обработке листового металла
Опубликовано:
2025-04-22
В обработке листового металла проектирование теплоотвода корпуса должно учитывать термодинамические принципы и особенности процесса обработки листового металла. Требуется системный подход к проектированию по четырём основным направлениям: расположение отверстий для отвода тепла, организация воздушного потока, структурная защита, а также координация материалов и процессов. Ниже приведены конкретные соображения:
В обработке листового металла при проектировании теплоотвода корпуса необходимо учитывать термодинамические принципы и особенности процесса обработки листового металла, требуя системного проектирования по четырём основным направлениям: расположение отверстий для теплоотвода, организация воздушного потока, структурная защита и координация материала с процессом. Ниже приведены конкретные рекомендации:
1. Расположение отверстий для теплоотвода: баланс между эффективностью и защитой
Выбор положения
1. Принцип близости к источнику тепла: отверстия для теплоотвода следует располагать преимущественно непосредственно над или рядом с компонентами, генерирующими тепло (например, ЦПУ, силовые модули), чтобы сократить путь теплопередачи. Например, в корпусах серверов отверстия для теплоотвода сосредоточены в области, соответствующей радиатору ЦПУ, что позволяет снизить локальную температуру на 10%-15%.
2. Избегать короткого замыкания воздушного потока: впускные и выпускные отверстия должны находиться на достаточном расстоянии (рекомендуется ≥ 1/3 высоты корпуса), чтобы предотвратить выход горячего воздуха до полного циркулирования. При ограниченном пространстве воздушный поток можно направлять с помощью перегородок или воздуховодов.
Оптимизация размера и количества
1. Контроль коэффициента открытой площади: коэффициент открытой площади (общая площадь отверстий для теплоотвода / площадь корпуса) должен динамически регулироваться в зависимости от тепловыделения. Обычно для электронных устройств рекомендуется коэффициент открытой площади 15%-30%, а для мощных устройств (например, промышленных источников питания) — 40%-50%.
2. Диаметр и расстояние между отверстиями: рекомендуется диаметр круглых отверстий ≤3 мм (чтобы предотвратить попадание посторонних предметов), расстояние между отверстиями ≥1,5 толщины материала (чтобы избежать повреждения штампа). Например, для листового металла толщиной 1,2 мм используются круглые отверстия диаметром φ2 мм с расстоянием между отверстиями ≥1,8 мм.
3. Выбор формы: щелевые отверстия обладают высокой вентиляционной эффективностью, но необходимо контролировать соотношение длины к ширине (рекомендуется ≤5:1), чтобы не снижать прочность конструкции; отверстия в виде сот сочетают высокую прочность и пылезащиту, но стоят дороже.
Проектирование защиты
1. Фильтрация пыли: устанавливать пылевые фильтры (например, нейлоновая сетка, металлические фильтры) на впускных отверстиях, размер отверстий выбирается в соответствии с уровнем защиты (IP5X требует ≤0,5 мм).
2. Водонепроницаемая обработка: для наружного оборудования следует использовать отверстия с косым срезом или жалюзийные конструкции в сочетании с водонепроницаемыми уплотнителями для обеспечения защиты IP65.
3. Экранирование от электромагнитных помех: для высокочастотных устройств рекомендуется наносить внутри отверстий для теплоотвода проводящую пену или распылять проводящую краску для снижения риска электромагнитных утечек.
2. Организация воздушного потока: улучшение равномерности теплоотвода
Выбор и расположение вентиляторов
1. Соответствие объёма воздуха и давления: рассчитывать необходимый объём воздуха на основе тепловыделения (Q=3600×P/ΔT×c×ρ), выбирая осевые вентиляторы (большой объём воздуха) или центробежные вентиляторы (высокое давление). Например, для устройства мощностью 100 Вт при ΔT=10℃ требуется примерно 34 м³/ч воздуха.
2. Проектирование защиты от пыли с положительным давлением: использовать схему "вытяжки" (вентилятор расположен на выпускном отверстии) для создания положительного давления внутри корпуса, предотвращая попадание пыли через зазоры.
3. Проектирование с резервированием: рекомендуется оснащать ключевое оборудование двумя вентиляторами и функциями регулировки скорости в зависимости от температуры (например, режим высокой скорости запускается при 40℃).
Структура направляющих воздушного потока
1. Применение перегородок: устанавливать перегородки за вентиляторами для снижения турбулентности воздушного потока и повышения эффективности теплоотвода на 5%-10%.
2. Изоляция воздуховодов: использовать листовые перегородки для разделения корпуса на независимые воздуховоды, чтобы избежать рециркуляции горячего воздуха. Например, использование отдельных воздуховодов для GPU и CPU может снизить температуру ядра на 8℃.
Ключевые слова:
Предыдущая
Предыдущая:
Рекомендуемые