Jump to content

Расчет радиатора охлаждения РЭА


Recommended Posts

Доброго времени суток. 

 

При разработке нового блока возникла проблема с расчетом радиатора охлаждения. Для решения проблемы попыталась использовать термический анализ в Simulation. Если использовать параметр тепловое сопротивление, то в результате расчета, температура у основания 250-300 градусов Цельсия. Если пренебречь этим параметром и поставить значение 0, то получается 135 градусов Цельсия у основания. Учитывая, что подобный радиатор у нас стоит в другом блоке и успешно справляется с охлаждением этого же транзистора до 80 градусов, то возникли сомнения в верности данных расчетов. 

Параметры, которые я задаю: 

Тепловое сопротивление: 0 (в характеристиках транзистора 0.4)

Конвекция: 11 Вт/м2*К

Тепловой поток: 100 Вт

 

Характеристики, которые известны: 

Тепловая мощность транзистора: 100Вт

Материал радиатора: АД1

Тепловое сопротивление транзистора: 0,4 градус/Вт

Блок будет находится в условиях естественной конвекции, в замкнутом пространстве, при температуре окружающей среды 60 градусов. 

 

Подскажите, может какие-то параметры неправильно задаю? Может надо что-то дополнительно указывать? Если нужно, могу приложить степовские модельки. 

 

https://ibb.co/cN7thbv
https://ibb.co/y0XS8L1

 

y0XS8L1

cN7thbv

 

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
AlexKaz
14 часов назад, gzas сказал:

Конвекция: 11 Вт/м2*К

На всех поверхностях радиатора?

14 часов назад, gzas сказал:

Тепловой поток: 100 Вт

 

Характеристики, которые известны: 

Тепловая мощность транзистора: 100Вт

По размерности одинаковые величины. Если подстраховываться, может поменять на мощность? Вроде ничего не должно измениться.

 

Есть ещё излучение, сколько-то десятков процентов температуры скинется.

Link to post
Share on other sites
48 минут назад, AlexKaz сказал:

На всех поверхностях радиатора?

По размерности одинаковые величины. Если подстраховываться, может поменять на мощность? Вроде ничего не должно измениться.

 

Есть ещё излучение, сколько-то десятков процентов температуры скинется.

 

Выбирала только ребра радиатора. Значение конвекции было взято наугад из справочной литературы.

 

Можете подсказать, как правильно тепловое сопротивление между транзистором и корпусом задавать? Если ставлю сопротивление 0.4 радиатор-транзистор, то градиентное пятно на радиаторе исчезает. 

 

Тепловую мощность солид сам переименовывает в тепловой поток. Источником тепловой мощности выбираю весь транзистор.

 

Просто я подозреваю, что где-то не понимаю какую-то характеристику в расчетах солида, либо надо все во флоу пробовать считать. 

Link to post
Share on other sites
AlexKaz
20 минут назад, gzas сказал:

Выбирала только ребра радиатора.

Сетку покажите, возможно численная несходимость. Примерно должно быть не менее 3-4-5-6 ячеек на любую толщину (как воздушной прослойки, так и металла) как в Simulation, так и во FlowSimulation.

 

По сопротивлению не в курсе. См. либо туториалы, либо сверяйтесь с любым известным примером из курса теплотехники (или тем курсом теплофизики, который у Вас был).

Link to post
Share on other sites
MotorManiac
1 час назад, gzas сказал:

Значение конвекции было взято наугад

 

Основополагающий фактор, именно он определит равновесную Т транзистора

16 часов назад, gzas сказал:

Конвекция: 11 Вт/м2*К

Невысокие значения. Радиатор вентилятором обдувается ?

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
karachun
1 час назад, AlexKaz сказал:

Примерно должно быть не менее 3-4-5-6 ячеек на любую толщину (как воздушной прослойки, так и металла) как в Simulation, так и во FlowSimulation.

В задаче теплопроводности можно брать и один элемент на толщину ребра.

Link to post
Share on other sites
27 минут назад, MotorManiac сказал:

 

Основополагающий фактор, именно он определит равновесную Т транзистора

Невысокие значения. Радиатор вентилятором обдувается ?

Нет, исключительно естественная конвекция, поэтому значение такое. Сам блок будет находиться в небольшом замкнутом пространстве с температурой окружающей среды 60 градусов. 

Попробовать взять значение выше? Просто хотелось бы получить значения +/-10 градусов точности. 

Link to post
Share on other sites
karachun
11 минут назад, gzas сказал:

Просто хотелось бы получить значения +/-10 градусов точности.

Попробуйте посчитать этот коэффициент по учебникам. Я думаю что вы найдете формулы для радиатора. Возможно коэффициент будет немного больше.

 

 

2 часа назад, gzas сказал:

Можете подсказать, как правильно тепловое сопротивление между транзистором и корпусом задавать? Если ставлю сопротивление 0.4 радиатор-транзистор, то градиентное пятно на радиаторе исчезает.

Похоже что вы задаете все правильно. Сопротивление можно задавать в настройках контакта.

 

Если нужна нормальная точность то надо считать еще и газодинамическую часть. Т.е. моделировать воздух в этом замкнутом пространстве.

 

Вон, в соседней теме у человека похожая задача.

 

https://cccp3d.ru/topic/125712-чем-заменить-тепловое-сопротивление/

Скооперируйтесь с @Undefined42 и решайте ваши задачи вместе.

ebites-meme-now-kiss.jpeg

Link to post
Share on other sites
MotorManiac
1 час назад, gzas сказал:

Нет, исключительно естественная конвекция, поэтому значение такое. Сам блок будет находиться в небольшом замкнутом пространстве с температурой окружающей среды 60 градусов. 

Попробовать взять значение выше? Просто хотелось бы получить значения +/-10 градусов точности. 

На самом деле, в вашем случае все упирается в подбор этого самого коэффициента :) можно его подобрать и получить 99.9 % совпадение с реальностью.

Есть 2 метода решения:

 

1. Имеются данные по геометрии и мощности радиатора => можно получить расчетные данные по существующему а в реальных условиях эксплуатации (обратный расчет).

2. Выполнить решение с моделью Навье-Стокса:

2а. Получить искомый коэффициент расчетным путем.

2б. Получить искомую Т с учетом решения CFD.

 

Очень сильно рекомендую вам воспользоваться п.1

 

1 час назад, gzas сказал:

исключительно естественная конвекция,

 

В вашем случае действительно значения а будут невысокими, но вообще они бывают 100-200-300 Вт/м2*гр при естественной конвекции. 

Link to post
Share on other sites
Jesse
24 минуты назад, MotorManiac сказал:

Имеются данные по геометрии и мощности радиатора => можно получить расчетные данные по существующему а в реальных условиях эксплуатации (обратный расчет).

я тоже честн сказать не понял сказать в чём проблема.. есть готовый работающий вентилятор с известными хар-ми, просто несколькими расчётами подгоняем коэф-т конвективный теплоотдачи под известную темп-ру..)
Хотя, как говорят, для естественной погрешности закон охлаждения Ньютона большую погрешность даёт.. возможно и в этом всё дело

Link to post
Share on other sites
MotorManiac
6 минут назад, Jesse сказал:

Хотя, как говорят, для естественной погрешности закон охлаждения Ньютона большую погрешность даёт.. возможно и в этом всё дело

 

Нету такого закона :)  Нормально все получается, просто прямо рассчитать а, достаточно сложно. Лучше реверсом все данные получить. Быстрее и точнее имхо.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



×
×
  • Create New...