Анализ сопряжённого теплообмена радиатора в программнойсреде Solid Works Flow Simulation
Для исследования температурного режима работы радиатора и моделирования тепловых и воздушных потоков, которые создаются в ходе его эксплуатации, воспользуемся средой Solid Works Flow Simulation. Исследование выполняется в несколько этапов.
Подготовка исследования
Создаём новое исследование. Выбираем систему измерений «SI», поменяв при этом температуру «K» на «ºC». Тип анализа – «внешний», исследуем теплопроводность в твёрдых телах и гравитацию по оси Y, направленную вниз (–9.81 м/с2). Среда исследования – воздух («Air»). Параметр «Шероховатость» зададим 100 мкм. В термодинамических параметрах давление оставляем без изменений (101325 Па), а температуру окружающей среды, исходя из ТЗ, 20 0С.
Далее задаётся точность исследования. Разрешение сетки повысим до 7-го уровня.
Определение параметров и необходимых условий исследования
Первый шаг – это определение границ исследования. Настраиваем параметры расчётной области.
Рисунок 3 – Конфигурирование вычислительного домена
Далее задаём материалы твёрдых тел. Радиатор выполнен из меди, стол изготовлен из стекла, чип изготовлен из алюминия.
Источникобъёмного тепловыделения, который непосредственно контактирует с радиатором, обладает мощностью 20Ватт. Задаём его в пункте «VolumeSource»
Последний шаг – указание контактного температурного сопротивления между источником нагрева и радиатором. Необходимо создать собственную настройку, указав значение сопротивления 0.0001 ºC·m2/W, полученное в результате умножения контактного сопротивления Rк на площадь этого контакта Sк.
|
|
|
Обработка результатов исследования
Для началавыполним построение секущей плоскости и получим контурное распределение температуры и воздушных потоков:
Рисунок 4 – Контурное распределение температуры
Рисунок 5 – Направление воздушных потоков в виде сфер
Далее выполним построение поверхностного распределения температуры радиатора с помощью пункта «картина на поверхности»как на нижней, так и на верхней гранях радиатора:
Рисунок 6 – Поверхностное распределение температуры на нижней грани радиатора
Рисунок 7 – Поверхностное распределение температуры на верхней грани радиатора
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведённый анализ сопряжённого теплообменав SWFlowSimulationи его результаты свидетельствуют о том, что расчёт и реализация модели медного ребристого радиатора выполнены верно. Главный критерий успешности исследования – это предельный нагрев теплоизлучающего элемента, равный 85 ºC, согласно ТЗ. Максимальная температура источника тепла составила 79,24 ºC.
|
|
|
Ещё один показатель успешности выбора и реализации радиатора – это равномерное распределение температуры по его поверхности, благодаря чему теплоизлучающий элемент будет работать в нормальном тепловом режиме без сбоев и перепадов.
Возможно улучшение охлаждения источника тепла, увеличив площадь радиатора или же добавлением вентилятора, с направлением охлаждающего потока на радиатор.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1607; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!