Компьютерные технологии в аэрокосмической технике
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
с. 3.3
Для моделирования теплообмена в SolidWorks, создадим упражнение с помощью модуля Flow Simulation и используем следующую установку параметров:
Типа анализа - внутренний;
Условие нагрева в твёрдых телах - присутствует;
Гравитация по оси Z - 9,81 ;
Газ (по умолчанию) - воздух;
Тип течения - ламинарное и турбулентное;
Свойства материалов указаны в пункте 2.2;
Температурные условия на границе твёрдых тел - адиабатические;
Шероховатость твёрдых тел - 10 мкм;
Начальная температура среды и твёрдых тел - 293.2 K.
В качестве нагревательных элементов используются конденсаторы, микросхемы и микросхемы памяти.
.2 Исследование теплообмена с использованием граничного условия
Тип граничного условия - связь с внешней средой;
Температура вне корпуса - 293.2 K.
Давление - 101325 Па.
Произведя расчёт данной модели, были получены следующие термодинамические характеристики:
Температура потока наивысшая в области микросхем памяти - 330-336 К.
Тепловые потоки воздуха представлены на рисунка 3.4 и 3.5.
Рис.3.4
Рис. 3.5
Температура элементов представлена на рисунке 3.6. Наибольшая температура на микросхеме питания, наиболее отдаленной от выходных отверстий - 340 К.
Рис. 3.6.
3.3 Исследование теплообмена с использованием вентилятора
В предыдущем пункте использовался входной поток с неизменным давлением. А чтобы максимально приблизить наше моделирование к действительности, заменим входной поток над конденсатором - реально существующим вентилятором. Возьмём осевой вентилятор из 400 серии номер 412 из базы данных SolidWorks. Произведя расчёт данной модели, были получены следующие термодинамические характеристики:
Максимальная температура потока - 305 К.
Наибольшая температура: на конденсаторах - 305 К.
Температура потока воздуха представлена на рисунках 3.7 и 3.8.
Рис. 3.7.
Рис 3.8.
Изменение температуры элементов схемы представлено на рисунке 3.9.
Рис 3.9.
По полученным результатам можно определить, что температура элементов в корпусе без активного охлаждения весьма высока, что значительно снижает ресурс элементов и увеличивает вероятность отказа. Использование вентилятора позволяет распределять потоки воздуха внутри корпуса более равномерно, улучшая тем самым снижая максимальную температуру элементов.
Заключение
В результате выполнения работы были созданы трёхмерные модели электронного устройства (платы) и его корпуса. С использованием модулей симуляции программного пакета SolidWorks были найдены собственные частоты платы для двух вариантов закрепления её в корпусе. По полученным результатам можно сделать вывод, что более надёжным вариантом закрепления платы является вариант №2, когда крепление платы производится в четырех местах.
Также было произведено моделирование теплового обмена внутри корпуса этого устройства. По полученному распределению температуры внутри корпуса можно сделать вывод, что использование вентилятора позволяет добиться более эффективного охлаждения элементов, и, как следствие, более стабильной работы.
Список использованных источников информации
1. Щеглов Г.А. Автоматизированное проектирование элементов конструкции аэрокосмических систем (методические указания к лабораторным работам). Изд-во МГТУ им. Баумана, 2005г.
. Справка SolidWorks 2009.
. NIKA GmbH, Fluid Flow Analysis for Engineers. Tutorial, 2007г.
. Мюррей Д. SolidWorks: Пер. с англ. М: Лори, 2001г. 450с.
. COSMOSFlowWorks2007 Tutorial.