Корректная формулировка задачи задачи теплообмена

[Mad_Engeneer 0]

Доброго времени суток!

   Задача формулируется следующим образом. Есть кремниевый кристалл мощного СВЧ транзистора, смонтированного на алюминиевом теплоотводе, который, в свою очередь, располагается на массивной медной пластине, от которой осуществляется отвод тепла. Целью моделирования является расчет распределения температуры по той поверхности медной пластины, на которой находится теплоотвод с кристаллом, при условии, что максимальная температура на поверхности кристалла не превышает 100 градусов цельсия. В явном виде я могу задать объемное тепловыделение в кристалле, тепловые сопротивления кристалл-теплоотвод и теплоотвод-медная пластина, граничное условие-максимальная температура на поверхности кристалла. Расчет производится в условиях отсутствия конвекции (вся система находится в вакууме) и теплопередачи излучением. В задаче подразумевается, что от медной пластины осуществляется отвод тепла, но как это задать в Flow Simulation? И еще вопрос-может ли Flow Simulation просчитать динамику этой системы, сформировав некий видеофайл, в котором отражалась бы картина изменения температуры по поверхности плиты во времени? С уважением.

[karachun 2 038]

14 минуты назад, Mad_Engeneer сказал:

В задаче подразумевается, что от медной пластины осуществляется отвод тепла, но как это задать в Flow Simulation?

По идее можно задать тепловой поток со знаком минус. Если бы присутствовала конвекция то можно было бы отыграть ей.

Задам встречный вопрос - а за счет чего тепло отводиться? Может надо все таки использовать конвекцию и/или излучение.

18 минут назад, Mad_Engeneer сказал:

И еще вопрос-может ли Flow Simulation просчитать динамику этой системы, сформировав некий видеофайл, в котором отражалась бы картина изменения температуры по поверхности плиты во времени?

Ищите материалы по словам "solidworks transient thermal simulation".

https://www.youtube.com/watch?v=FNAEwdTiL1I

https://www.youtube.com/watch?v=LjPfffZAz5Q

https://www.youtube.com/watch?v=99hsy0GAZx0

[danzas 103]

30 минут назад, Mad_Engeneer сказал:

Доброго времени суток!

Все поставленные задачи решаются во FlowSimulation.

[Mad_Engeneer 0]

В конечном итоге тепло будет отводиться жидким теплоносителем, проходящим через каналы в медной плите. Температуру теплоносителя на входе в медную пластину предполагается стабилизировать (ПИД-регулятор мне в помощь). Теплоноситель в системе будет циркулировать по замкнутому циклу, то есть, для теплоносителя будет организован нагреватель и холодильник. На текущем уровне детализации я пока предполагаю, что способ теплосъема с медной пластины не важен. Конвекции нет, вся система физически будет находиться в вакуумной камере. Излучение я не рассматриваю, покольку его вклад по сравнению с теплопередачей предполагается пренебрежимо малым. Я переформулирую свой вопрос. Я так понимаю, что мне нужно как-то явно указать FlowSimulation, что от медной пластины отводится тепло, но, сколько отводится я пока не знаю... karachun, спасибо за ссылки, буду изучать.

[piden 2 874]

4 minutes ago, Mad_Engeneer said:

но, сколько отводится я пока не знаю...

Чтобы система была в равновесии, должно отводиться столько, сколько выделяется 

[karachun 2 038]

9 минут назад, Mad_Engeneer сказал:

тепло будет отводиться жидким теплоносителем

Это конвекция. Задается температура теплоносителя, из справочников определяется коэффициент теплоотдачи. И не надо изобретать велосипед.

[piden 2 874]

8 minutes ago, Mad_Engeneer said:

мне нужно как-то явно указать FlowSimulation, что от медной пластины отводится тепло

Да, можно задать отрицательный тепловой поток на поверхности. А можно приложить к ней нужную температуру - типа "термостатировать", и потом посмотреть, а какая же тепловая мощность снимается с этой поверхности для поддержания такой температуры.. Хотя ответ и так известен)

Just now, karachun said:

Это конвекция. Задается температура теплоносителя, из справочников определяется коэффициент теплоотдачи. И не надо изобретать велосипед.

Ммм.. полученные результаты тоже будут плюс минус дюжина локтей..

Много пришлось пересчитать таких велосипедов)

Сначала лучше хоть часть задачи смоделить, чтобы понять, какой же там в среднем коэф. теплоотдачи.

[Mad_Engeneer 0]

А Flow Simulation поймет, если я укажу медную пластину как объемный источник тепла с отрицательной мощностью?

[MotorManiac 130]

2 часа назад, Mad_Engeneer сказал:

Конвекции нет

 

2 часа назад, Mad_Engeneer сказал:

Теплоноситель в системе будет циркулировать по замкнутому циклу,

 :)

 

2 часа назад, Mad_Engeneer сказал:

А Flow Simulation поймет, если я укажу медную пластину как объемный источник тепла с отрицательной мощностью?

 

Тогда пластина охлаждаться будет.

Считайте только свой кристалл, параметры теплоносителя известны - забейте а и Т среднюю на поверхности канала охлаждения. Решите задачку на теплопроводность и все. 

[Mad_Engeneer 0]

А пластина и должна охлаждаться, в системе только один источник тепла-полупроводниковый кристалл. Вопрос в том, съест ли Flow Simulation источник тепла с отрицательной мощностью.

[karachun 2 038]

В чем проблема сделать тестовую модель и проверить?

[Mad_Engeneer 0]

Теперь уже ни в чем, меня заклинило на том, что если задается источник тепла, то его мощность должна быть положительна. Ну, не видел я никогда, чтобы задавался источник с отрицательной мощностью. С другой стороны, все когда-то бывает в первый раз. Спасибо всем за плодотворную дискуссию.

[MotorManiac 130]

11 час назад, Mad_Engeneer сказал:

 источник тепла с отрицательной мощностью.

 решение не физичное просто получите