Ребра одинаковых габаритных размеров

Общая длина, ширина, высота, высота ребер, толщина ребер, шаг ребер и количество слоев сердцевины радиатора полностью совпадают; Отличается только структура плавников (зубчатые и прямые прямоугольные плавники). Расхождения в производительности анализируются для двух рабочих сред: принудительного воздушного охлаждения и жидкостного охлаждения низкого-давления.

I. Сравнение характеристик теплопередачи (основные различия)

1. Механизм теплопередачи.

Прямые прямоугольные плавники: Образует непрерывные, непрерывные прямые каналы. Жидкость течет плавно, образуя на стенке непрерывный ламинарный пограничный слой с высоким термическим сопротивлением, что приводит к базовой низкой способности теплопередачи.
Зубчатые плавники (прорезные плавники): сегментирован и смещен прорезями. Жидкость разделяет и перемешивает каждый зубчатый сегмент, постоянно разрушая тепловой пограничный слой и создавая вынужденные вихри, что резко снижает термическое сопротивление пограничного слоя.

2. Количественные различия в производительности

Коэффициент теплопередачиh: Зубчатые ребра обеспечивают коэффициент теплопередачи на 20–35 % выше, чем прямые ребра. Улучшение производительности превышает 30% в условиях низкой скорости потока и низкого числа Рейнольдса.
Полное рассеивание тепла при одинаковой скорости потока: зубчатые ребра обеспечивают на 20–30 % более высокую способность отвода тепла, что делает их идеальными для применения в системах теплообмена с высоким тепловым потоком и небольшой разницей температур.
Эффективность плавника:

Прямые ребра: постоянная интегрированная теплопроводность с равномерным градиентом температуры по высоте ребер, что обеспечивает более высокую эффективность ребер.
Зубчатые ребра: прорези прерывают пути теплопроводности; каждый сегмент передает тепло независимо, что приводит к снижению температуры на концах ребер и небольшому снижению эффективности ребер.

Чистый общий выигрыш в теплопередаче: улучшение теплопередачи из-за разрушения пограничного слоя полностью компенсирует потерю эффективности ребер, что приводит к превосходному комплексному рассеиванию тепла.

II. Сравнение сопротивления потоку (перепад давления/сопротивление воздуха)

Прямые прямоугольные ребра: гладкие,-проточные каналы без турбулентности с минимальными потерями завихрений и минимальным перепадом давления. При одинаковой скорости потока их сопротивление потоку на 25–40 % ниже, чем у зубчатых ребер.
Зубчатые ребра: Зубчатые прорези постоянно меняют направление потока жидкости и создают многочисленные локализованные вихри, что значительно увеличивает потери потока.

При равных скоростях потока: падение давления на зубчатых ребрах на 20–35 % выше, чем на прямых ребрах.
При одинаковом перепаде давления: зубчатые ребра обеспечивают более высокую скорость потока, что еще больше усиливает их преимущество в рассеивании тепла.

3. Дифференциация приложений:

Ограниченное статическое давление вентилятора, низкий уровень шума и низкое энергопотребление: отдавайте предпочтение прямым ребрам.
Достаточная мощность вентилятора/насоса, приемлемый перепад давления в обмен на улучшенный отвод тепла: используйте зубчатые ребра.

III. Структурная прочность, устойчивость к давлению и надежность пайки (ключевые аспекты производства)

1. Жесткость и несущая способность.

Прямые прямоугольные ребра: монолитная непрерывная листовая структура с исключительной целостностью, сильной экструзией и устойчивостью к деформации. Благодаря одинаковой толщине ребер они обладают более высокой устойчивостью к максимальному давлению и превосходной устойчивостью к вибрации и ударам, что делает их лучшим выбором для жидкостного охлаждения под высоким-давлением, охлаждения гидравлического масла, а также в условиях эксплуатации-установленных на транспортных средствах с высокой-вибрацией.
Зубчатые ребра: многочисленные прорези разрушают ребра, несущие нагрузку-конструкции, что приводит к фрагментации геометрии и снижению жесткости. Они склонны к разрушению, деформации и перекосу при высокотемпературном размягчении во время вакуумной пайки, что приводит к плохому ламинированию между ребрами и перегородками, неполному соединению, соединениям холодной пайки и повышенному проценту неудачных испытаний на утечку гелием. Они подвержены вздутию и разрыву в условиях работы под высоким-давлением.

2. Характеристики процесса вакуумной пайки

Прямые прямоугольные ребра: плоская укладка с простым зажимом приспособления, незначительная деформация при пайке и высокий выход готового сердечника.
Зубчатые ребра: подвержены смещению и наклону сегментов зубьев во время пайки, что приводит к локальному недостаточному провариванию. Они предъявляют строгие требования к крепежным плитам, пандусам нагрева и времени выдержки, что приводит к более высокому проценту дефектов.

IV. Восприимчивость к загрязнению, возможность очистки и совместимость со средами

Прямые прямоугольные ребра: гладкие каналы потока без мертвых зон, в которых скапливается пыль и загрязнения. Подходит для сред, содержащих пыль, масляную грязь и твердые частицы; легко чистится и устойчив к полному засорению.
Зубчатые ребра: Зубчатые зазоры улавливают пыль, мусор и отложения накипи. Сопротивление потоку постоянно возрастает в течение длительной-работы с очевидным ухудшением рассеивания тепла. Совместим только с чистым сухим воздухом, чистой водой и незагрязненной охлаждающей жидкостью; запрещено для носителей,-содержащих частицы.

V. Обработка, стоимость и вес

Вес исходного материала: одинаковый расход алюминиевой фольги и незначительная разница в весе при стандартных размерах для обоих типов ребер.
Стоимость обработки:

Прямые прямоугольные ребра: простая формовка, недорогие-оснастки, мало процедур штамповки и более низкие цены за единицу продукции.
Зубчатые ребра: требуют дополнительного процесса резки, ускоренного износа штампа, снижения эффективности штамповки, а удельные затраты на 15–25 % выше.

3.Срок выполнения заказа. Прямые плавники легко имеются на складе, тогда как зубчатые плавники в основном изготавливаются на заказ-с более длительными циклами доставки.

VI. Характеристики шума и вибрации

Прямые прямоугольные ребра: плавный воздушный поток без-высокочастотного вихревого шума, что обеспечивает низкий общий уровень шума оборудования.
Зубчатые ребра. Интенсивный турбулентный поток создает заметный высокочастотный шум воздуха при высокой скорости воздушного потока, что приводит к заметно более громкой работе вентилятора на высоких скоростях.

VII. Сравнительная таблица сценариев применения

VIII. Рекомендации по выбору плавников

Отдавайте предпочтение максимальному рассеиванию тепла, компактности и чистоте рабочей среды → Выбирайте зубчатые ребра. Компромиссы-: более высокое сопротивление потоку, сложная пайка, склонность к загрязнению, повышенные затраты.
Отдавайте предпочтение устойчивости к давлению/вибрации, низкому сопротивлению потоку, простоте очистки и низкой стоимости → Выбирайте прямые ребра. Компромисс-: более низкая теплоотдача потолка при одинаковых размерах.
Компромиссное решение: зубчатые ребра средней-малой высоты и увеличенной толщины, позволяющие сбалансировать эффективность теплопередачи и прочность конструкции.