Как рассчитать полную систему Водяного охлаждения в Flow Simulation?

[CAid 0]

Задача выяснить до какой макс. температуры будет нагреваться чип в замкнутой системе водяного охлаждения. Трудность в том, что с одной стороны - это внутренняя задача (теплообменик и цикруляция жидкости) - а с другой - внешняя (радиатор обдуваемый вентиляторами).  

Новичок в FlowSimulation - нашел примеры рассчета  радиатора чипа обдуваемого внешним потоком, либо рассчет потока жидкости в теплообменнике, но не все сразу. 

Подскажите пожалуйста порядок действий для настройки подобного проекта

[Кварк 126]

Предположу, что можно решить внешнюю задачу и указать подобласти течения. 

Но это не точно)

[an_rushin 128]

предположим, что известны характеристики помпы и мощность процессора, тогда предлагаю рассчитать массовый расход воды, используя геометрию конструкции и по формуле

Q = mass_flow_water * Cp_water * (Tmax - T_water0)

подойдет?

 

расчет будет справедлив, если пренебречь тепловыми потерями через кожух, но если принимать в расчет потери, то нужна целостная картинка окружения кожуха, коэф. теплопередачи, температуры вблизи кожуха...
 

[AlexKaz 1 821]

03.09.2022 в 16:42, CAid сказал:

до какой макс. температуры будет нагреваться чип в замкнутой системе водяного охлаждения.

Разбейте задачу на подзадачи:

1. определить максимальный теплосъём радиатора и вентиляторов у водянки Qсток; скорость вентиляторов должна быть максимальной; температура воздуха внешней среды ~ 30 С, т.к. воздух в корпусе подогрет, а водянки берут для тёплого и жаркого климата;

2. определить максимальное потребление микропроцессора Qисточник; в пике 2*TDP, подробности в даташитах;

3. банально проверить Qсток > Qисточник;

4. если предыдущий пункт выполняется, берёте условный коэффициент теплосъёма 1.5 и подбираете подходящий радиатор на мощнсоть Qсток*1.5; если есть желание продолжать, усложняете:

5. найти зависимость теплосъёма от  температуры на входе в радиатор водянки; должна быть в даташитах; если нет - читайте как считают радиаторы;

6. на основании п.5 вывести условный к-т теплоотдачи для радиатора водянки; литература - расчёты радиаторов, теплотехника;

7. рассматриваем только замкнутый контур без точной имитации радиатора водянки; задать к-т выше на поверхности, имитирующей радиатор

8. подать на МП мощность 2*TDP;

9. решать нестационар; бинго.

 

Всю эту длинную последовательность можно уместить до одной единственной простейшней формулы и решать безо всяких FlowSimulation с достаточной точностью.

Проблемы лишь в исходных данных. Вот с ними Вы должны сами определиться. Не осилите - значит не осилите.

Изменено 5 сентября 2022 пользователем AlexKaz

[CAid 0]

TDP известно, Рассеиваемая мощность на радиаторе водянки тоже известна - т.к. это детали заводские. А вот параметры теплообменника приблизительные - т.к. делается самостоятельно.

Идея была как раз в том, чтобы запустить Симуляцию и на её основе уже будет понятно - какие параметры при такой толщине стенок, ширине каналов и площади поверхности которые я нарисовал в сочетании с этим радиатором... Внести изменения - снова прогнать симуляцию - и так по кругу пока не найду удовлетворительную конструкцию. 

Если правильно понял - для этого нужно изобразить Радиатор как коробку и задать ему граничное условие "стенка" с заданным коэф. теплопроводности... лучше если там можно задать формулу коэф. в зависимости от температуры жидкости.

[AlexKaz 1 821]

 

Идея типа правильная. Но есть одно но - вычислительная сложность. Если моделить радиатор как есть, потребуется кластер или суперкомпьютер.

А если не как есть - уже нужны какие-то коэффициенты, а их нельзя взять методом "пальцем в небо".

[AlexArt 277]

9 минут назад, AlexKaz сказал:

 

Идея типа правильная. Но есть одно но - вычислительная сложность. Если моделить радиатор как есть, потребуется кластер или суперкомпьютер.

А если не как есть - уже нужны какие-то коэффициенты, а их нельзя взять методом "пальцем в небо".

Если поступить полуэмпирически? Взять коэффициенты конвенции, теплотдачи, радиации для поверхности. Понятно, что это будет приближение. Но приближение довольно хорошее. Таким приближением пользуются при расчете тепловых деформаций трубопроводной арматуры.

[AlexKaz 1 821]

Про то и речь в литературе про радиаторы и прочие теплообменники...