Работа: требуется консультант по теплообмену

[saa81 0]

Здравствуйте, уважаемые форумчане.

Меня зовут Андрей, я инженер-электронщик одной известной отечественной компании разрабатывающей светодиодные изделия.

Ищем специалиста, который сможет проконсультировать нашего конструктора, (возможнео прочитает некоторый курс лекций - варианты сотрудничества оговариваются) по расчету радиаторов для отвода тепла в светодиодных светильниках. Расчитывем на долгое сотрудничество - местонахождение специалиста не важно, если у него есть скайп и время для общения, но если он находится в москве, то это сильно упрощает задачу коммуникаций конечно же.

Задача общая ставится таким образом:

1) Необходимо просчитать конструкцию светильника на светодиодах, чтобы обеспечить необходимые тепловые режимы - варианты конструкций, модели, требования по температурам и прочее все будет обговариваться с заинтересованными специалистами. Впервую очередь конечно же интересуют специалисты имеющие не просто навыки работы в программе, а специализирующиеся на расчете теплообменников.

2) Наш конструктор при расчете в SOLIDFLOW (если Вы пользуетесь другим ПО то это не играет роли, главное-это понимание что считать и как) столкнулся с рядом трудностей, которые не знает как пройти. Сначала считали в режиме - расчет только в твердых телах, теперь перешли на расчет с воздухом и начались трудности, впервую очередь сильное расхождение результатов, постоянные глюки непонятные и прочее.

Просьба Ваши контактные данные присылать в личную почту для дальнейшего общения, я также через личку передам свои контактные телефоны.

[MotorManiac 130]

столкнулся с рядом трудностей, которые не знает как пройти.

Формулируйте и спрашивайте, думаю что народ тут поможет. Какую-нибудь схему посмотреть, что именно вы хотите сделать.

[SVB 188]

2) Наш конструктор при расчете в SOLIDFLOW (если Вы пользуетесь другим ПО то это не играет роли, главное-это понимание что считать и как) столкнулся с рядом трудностей, которые не знает как пройти.

А вот и пример Болонской системы и всех этих ЕГЭ. Не может человек с программой решить проблему. Программа спотыкается или человек в ней не разобрался: всё — трынцец... Говорить о том, что специалист по теплотехники должен типа набросать пару-тройку формул, уравнений и порешать, используя теорию и в сцепке банальные EXCEL, MathCAD, уже не приходится.

[приборист 2]

А вот и пример Болонской системы и всех этих ЕГЭ. Не может человек с программой решить проблему. Программа спотыкается или человек в ней не разобрался: всё — трынцец... Говорить о том, что специалист по теплотехники должен типа набросать пару-тройку формул, уравнений и порешать, используя теорию и в сцепке банальные EXCEL, MathCAD, уже не приходится.

Интересное кино получается. Откройте справочники по проектированию РЭА и будет Вам счастье

[Санек 0]

SVB

я бы не стал зларадствовать...может человек прочнист или вообще оптик...тем более инженер-электронщик...они теплообмен знают так же как я например что такое тиристор транзистор=)не известно кого чем жизнь заставила заниматся...знаю одну команду, которая занимается уличными фонарями на светодиодах, да не просто для дачи, а с учетом СНиП для дорог общего пользования.Принимал участия в испытаниях таких фонарей...очень перспективная штучка.

Помочь расчетами к сожалению не могу, но могу дать интересную ссылочку, чем занимаются любители....

на этом сайте можете найти ребят по электронике, там сами делают драйвера для диодов итд...

<noindex>http://forum.fonarevka.ru/index.php</noindex>

<noindex>http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=292</noindex>

<noindex>http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=4338</noindex>

там несколько разработчиков...неоднократно обсуждались вопросы теплообмена...поскольку применяются сверхмощные диоды ХМЛ и SST

Изменено 9 августа 2011 пользователем Санек

[vladp 0]

Здравствуйте, уважаемые форумчане.

Меня зовут Андрей, я инженер-электронщик одной известной отечественной компании разрабатывающей светодиодные изделия.

Ищем специалиста, который сможет проконсультировать нашего конструктора, (возможнео прочитает некоторый курс лекций - варианты сотрудничества оговариваются) по расчету радиаторов для отвода тепла в светодиодных светильниках. Расчитывем на долгое сотрудничество - местонахождение специалиста не важно, если у него есть скайп и время для общения, но если он находится в москве, то это сильно упрощает задачу коммуникаций конечно же.

Подхожу под Ваши Пожелания по всем пунктам. Присылаете конструкцию и пожелания. Получаете тепловой анализ и предложения поулучшению. Хотелось бы обсудить детали.

[/vladp]

[ZDmitry 0]

Здравствуйте, Господа Инженеры!

Новую тему не стал создавать, эта очень похожа смыслу.

Передо мной в ходе работы над диссером встала следующая задача.

Для измерительных приборов нужно рассчитать возможности теплоотвода сборки:

Светодиод на алюминиевой монтажной плате (<noindex>"звезда"</noindex>) -> медный стержень теплопровод с датчиком температуры для обратной связи -> <noindex>элемент Пельтье</noindex> -> радиатор -> вентилятор.

Тип, форма и размер радиатора и вентилятора не известны, их как раз и нужно определить.

Источники тепла (светодиоды) будут разные по мощности (следовательно, и по генерируемой температуре), нужно понять границы возможностей.

Ближайший аналог - в правой руке <noindex>Юджина</noindex>.

Расположение сборки будет аналогичным - горизонтально.

Если предположить что радиатор будет игольчатым, то иглы будут также направлены горизонтально.

Вроде бы все основные моменты изложил. Нюансы - в ходе дискуссии на den(точка)ki(собачка)mail.ru

Если альтруизм Вам не чужд, помогите пожалуйста коллеге (я сам инженер по спец. "светотехника и источники света", 2009 г.в.)

Но если нет - рассмотрю не заоблачный ценник (я ведь пока еще аспирант, а не доктор наук )

[MotorManiac 130]

Расположение сборки будет аналогичным - горизонтально.

А это пофег, сила тяжести никак не повлияет :D

Выкладывайте теплообменную схему что там обсчитать нужно, поглядим так сказать девайс.

[ZDmitry 0]

Спасибо что откликнулись!

Собственно, имею следующее:

На рисунках ниже приведен блок термостабилизации.

Выглядит брутально, поскольку сам конструировал . Сделано в Компас v12.

Скорее всего придется уменьшать длину медного сердечника, сейчас он 30мм. Пожалуй еще сантиметр выиграть можно.

Сердечник вставлен в эбонитовую оправу-теплоизолятор.

На торец сердечника крепится источник тепла, он же светодиод на "звезде" или другой монтажной плате.

Диоды и звезды будут разные, можно взять максимальную температуру, приложенную к торцу сердечника - 150 °С. Можно предположить что источник тепла нагрет равномерно.

Пельтье может создать разницу температур максимум 68 °С, т.е. охладить источник тепла до 82 °С.

Высота радиатора 45мм. Возможно получится увеличить на 5-10мм за счет сердечника.

Каждый элемент промазан термопастой КПТ-8

Вентилятор - предположительно <noindex>этот</noindex>

Ссылка на полный перечень характеристик Пельтье и других компонентов в моем предыдущем посте.

Дополнительно: во время измерений блок будет пошагово вращаться вокруг оси медного сердечника со скоростью 1 полный оборот примерно за пол-часа - час.

Вопросы:

- Каких размеров/площади/формы должен быть радиатор? при необходимости буду заказывать на изготовление из алюминиевой/медной болванки.

- Достаточно ли такого вентилятора? И в какую сторону должен быть направлен поток воздуха для оптимального охлаждения?

P.S. Я никогда не сталкивался с тепловыми расчетами, поэтому мог что-то упустить в исходных данных.

Модель могу конвертировать в поддерживаемый солидом формат, только укажите какой лучше.

В крайнем случае сделаю чертежи по модели.

Изменено 3 октября 2012 пользователем ZDmitry

[MotorManiac 130]

Интересная схема, обсчитать можно. А какое тепловыделение у самого диода - источника тепла, в Вт ?

Девайс то работает сейчас ? (или не испытывали еще ?) Как говориться в лоб вопрос - вот вы поместили на медь диод, а собственно кто сказал что хватит контактных поверхностей диода что бы отвести все тепло ? Т.е. хвост теплообменной системы может быть любым (пока не касаясь его характеристик) но перегорать-перегреваться диод будет по причине высокого теплового сопротивления между контактными поверхностями самого диода и меди. Вот такой момент тоже может быть.

Что радиатора и вентилятора, то почему предпочтение отдается осевой модели ? центробежный не рассматриваете ?

Вариант отказа от радиатора не рассматривается ? например прямое охлаждение посредством истечения и натекания струю с нужными характеристиками прямо на диод, медь ? итд.

Тут вариантов то монго на самом деле.

[MotorManiac 130]

P.S. Что то не сообразил сразу когда пост писал. Даже на существующей схеме можно поднять теплообмен на стержнях - поместите вентилятор с боку относительно стержней. Надо получить боковое обтекание теплообменных стержней, естественно верхнюю часть заглушить. Торцевое натекание потока - малоэффективно. Надо только тогда рассчитать его гидравлическое сопротивление и выбрать соответствующий вентилятор.

[German_psv 20]

...Если альтруизм Вам не чужд, помогите пожалуйста коллеге

Добрый день, коллега.

Не чужд.

Предлагаю обучающий пример "Охладение чипа"

(пошаговая инструкция и решение)

Этот пример написан для FLUENT'a

С уважением, Герман

[ZDmitry 0]

Мощность диодов хотелось бы до 50-100Вт. Если грубо прикинуть, то на свет идет 15% мощности, т.е. у 50Вт диода 40Вт уходит на температуру. Грубо говоря, конечно.

Девайс на стадии проекта. Я потому и прошу помочь просчитать чтобы не сделать, а потом определить что нифига не работает. Изготовление стоит немало, а я пока еще аспирант.

Достаточно ли контактных поверхностей

- для монтажной платы-звезды должно хватить с головой, она полностью всей поверхностью соприкасается с медью и прижиматься будет винтами.

Если будет высокое тепловое сопротивление между контактными поверхностями - что можно сделать для улучшения? Я вижу только один выход - использовать более качественную термопасту.

Центробежный вентилятор могу приобрести такой <noindex>GB1205PHV1-8AY</noindex>, если конечно он будет лучше. Пожалуй в конструкцию влезет.

Вариант отказа от радиатора не рассматривается ? например прямое охлаждение посредством истечения и натекания струю с нужными характеристиками прямо на диод, медь ? итд.

Вообще-то мне даже представить такую схему сложно, а ею еще и управлять надо будет. Если это эффективнее, то можно поподробнее?

Расположить вентилятор(ы) сбоку можно в крайнем случае, но останется вопрос по форме и размерам радиатора.

Тем более это радиатор был как пример, есть ли шансы, что игольчатый радиатор с осевой продувкой будет работать эффективнее или на том же уровне?

Предлагаю обучающий пример "Охладение чипа"

Спасибо что откликнулись, я поищу программу, попробую посчитать.

Правда был горький опыт с CFDesign - я даже в примерах к нему ничего не смог разобрать... Но все равно спасибо.

[MotorManiac 130]

- для монтажной платы-звезды должно хватить с головой, она полностью всей поверхностью соприкасается с медью и прижиматься будет винтами.

Если будет высокое тепловое сопротивление между контактными поверхностями - что можно сделать для улучшения? Я вижу только один выход - использовать более качественную термопасту.

Смотрите этот момент, потому что на нем можно прилипнуть. Даже если теоретически хвост системы снимет все тепло и температура ответной поверхности будет 20С (температура воздуха) при этом

что бы передать 100Вт тепла на эту поверхность через контактное сопротивление вы должны будете иметь градиент температуры 250 С (условно говоря) - дальше можно уже ничего не делать. Ну раз говорите что

плата там нормальная и все такое + термопаста (какая теплопроводность у нее ? Вт*м/градус) то наверное и можно так делать. Можно саму монтажную плату раздувать и увеличивать λ ее материала если требуется.

Центробежный вентилятор могу приобрести такой <noindex>GB1205PHV1-8AY</noindex>, если конечно он будет лучше. Пожалуй в конструкцию влезет.

Ссылка не открывается, но надо все равно знать рабочую точку сети(гидравлическая характеристика теплообменника), лучше так - затем вертушку подбирать. Хотя можно и наоборот )

Вообще-то мне даже представить такую схему сложно, а ею еще и управлять надо будет. Если это эффективнее, то можно поподробнее?

Схема без теплообменника, теплосъем осуществляется напрямую с медной пластины, посредством обдувки газовым потоком с регламентными альфа. По сути в уравнении конв. теплообмена уменьшаем площадь (экстенсивную хар-ку)

и добавляем коэф-нт конв. теплообмена (интенсивная хар-ка). Минус 1 - нужно генерировать газовый поток - тратить энергию

Расположить вентилятор(ы) сбоку можно в крайнем случае, но останется вопрос по форме и размерам радиатора.

Тем более это радиатор был как пример, есть ли шансы, что игольчатый радиатор с осевой продувкой будет работать эффективнее или на том же уровне?

Ух опять промазал :) теплообменник то пластинчатый скорее. Я думал там иглы стоят полноценные.

Лучше сделать что то подобное

Это схема шахматного теплообменника у него есть такие вот характеристики (выделены) - координаты трубок. Ну в вашем случае стержней например, такая схема лучше позволяет снимать тепло. Естественно координаты, диаметры итд рассчитываются исходя из способностей вентилятора, параметров теплообмена, надо еще учитывать способность теплопроводности самих стержней (несколько другая мат модель будет). В общем можно такую схему посмотреть, на мой взгляд она лучше подходит здесь.

Еще такой вопрос, вы не боитесь что на каждый Вт диода придется тратить, например, 3Вт мощности на охлаждение. Задача экономии как то стоит ? или главное зажечь поярче и все. Тут такой тоже момент.

[ZDmitry 0]

Ссылки на харьковский магазин, у них часто перегруз, много пользователей.

Сам иногда долго жду пока откроется страница, но именно там все и покупаю.

Эти ссылки должны открыться по-любому.

<noindex>КПТ-8</noindex>

<noindex>Вентилятор GB1205PHV1-8AY</noindex>

Уверен что трубки позволят сделать лучше, но хотелось бы понимать что получится при описанной ранее конструкции, т.е. с ребристым или игольчатым радиатором.

Я поклонник крайностей, поэтому если даже самый худший вариант работоспособен - го Форест, го! Поскольку это дешево и сердито.

А лучше сделать можно всегда, были бы средства (вот с этим как раз туго).

Вообще хотелось бы обойтись коммерчески доступным радиатором и кулером, т.к. кастом будет стоить денег.

Но игольчатый радиатор я пожалуй смогу купить, например <noindex>такой</noindex>:

Еще такой вопрос, вы не боитесь что на каждый Вт диода придется тратить, например, 3Вт мощности на охлаждение. Задача экономии как то стоит ? или главное зажечь поярче и все. Тут такой тоже момент.

Нет, затраты энергии не регламентируются. Установка в единичном варианте, не промышленный образец, только для опытов.

Если все заработает, можно будет вылизывать до идеала, но уже потом и без меня :)

Короче, экономия стоит в сторонке.

[MotorManiac 130]

Ну сделайте схемки, не обязательно чертежи с допусками и посадками. Будет время в сб вскр, дак посчитаю проектируемую конструкцию

[ZDmitry 0]

Прикрепленный архив - все исходные данные.

Термостабилизированный_держатель_СД.rar

В чертежах (dwg) приведен максимально возможный по габаритам радиатор, но используйте, пожалуйста, более приоритетный для меня ick_pga_21x21 (он в отдельной папке "Радиатор").

У него высота меньше, но он игольчатый и есть в наличии. В папке кроме его чертежей есть страница из каталога производителя и характеристики со страницы магазина, где буду брать если подойдет.

Если такая система с ick_pga_21x21 обеспечит поддержание температуры 25°С у источника тепла мощностью до 50Вт - великолепно. Если справится с мощностями до 25Вт - тоже смирюсь и можно будет на этом остановиться.

Медный сердечник при необходимости можно укоротить до подходящего размера.

Для мощностей 50-100Вт мне рекомендовали уже жидкостное охлаждение при таких габаритах, что вообще не приемлемо в данном приборе.

Изменено 5 октября 2012 пользователем ZDmitry

[HFL 34]

Для мощностей 50-100Вт мне рекомендовали уже жидкостное охлаждение при таких габаритах, что вообще не приемлемо в данном приборе.

Жидкостное охлаждение это не для 100 Вт а для 100 КВт

С сотней ватт воздушное охлаждение справляется на ура.

[Tiro 12]

Жидкостное охлаждение это не для 100 Вт а для 100 КВт

С сотней ватт воздушное охлаждение справляется на ура.

При температуре источника 25 С???

[ZDmitry 0]

Мощность источника тепла до 50Вт.

Стартовая температура выключенного холодного светодиода 25°С.

Вопрос заключается в возможности поддержания 25°С включенного диода, мощность которого до 50Вт.

В том числе интересно если и не получается охладить до 25°С, то до какой температуры получится при данной конфигурации системы.