En praktisk formel for luftkjolte brett i ventilerte innkapslinger.

Fig. 1 & # 8211; Ventilert skap.

Introduksjon.

Naturluftkonveksjon brukes vanligvis som kjolingsteknikk for elektronisk utstyr med moderat stromtetthet, for eksempel telekommunikasjonsbokser. Den storste fordelen med naturlig konveksjon er iboende palitelighet, fordi luftbevegelsen genereres bare ved hjelp av tetthetsgradienter, dersom det finnes et eksternt kroppsfeltfelt. Pa grunn av den relativt lave effektiviteten til kjoleteknikken, ma det termiske designet av det elektroniske utstyret v re optimert, det vil si at den geometriske konfigurasjonen av varmekildene og ventilert innkapsling ma beselges slik at det oppnas en luftstromning som minimerer gjennomsnittet og maksimumstemperaturen stige inn i selve kabinettet. I s rdeleshet er den termiske virkematen av en sak avhengig av balansen mellom nettvevekraft og friksjonstapet langs hele luftbanen. Den sistnevnte tar hensyn til de fordelte tryktapene langs thehotkanaler dannet av elektroniske kort og de konsentrerte friksjonslosninger i innlops- utlopsventiler [1-2].

I dette papiret presenteres en praktisk formel for termisk utforming av ventilert innkapslinger. Formelen tar hensyn til viktige parametere som strom overfort til kjoleluft, skorsteinhoyde (avstand mellom innlops- og utlopsventilene), volumetrisk luftstromning, ventilasjonsomrade og friksjonstap langs alle luftstromningsmonster. Brukeksempler er gitt som illustrasjoner av Den praktiske formelen brukes som et forelopig verktoy for termisk utforming av naturlige ventilerte bokser.

Eksperimenter pa et ventilert skap.

Den ventilerte boksen som brukes under studien, er skjematisk vist i figur 1. Dens dimensjoner er (WxLxH) 100 mm x 152 mm x 254 mm og den inneholder en serie av ekvivalent, vertikale oppvarmede kort (152 mm x 254 mm). Antallet av brettene som er plassert i skapet er 6. Det har vist seg at dette arrangementet av kortene tilsvarer en optimal brettavstand pa ca. 15 mm [3]. Elektriske kretser simuleres pa hvert kort med 12 rader av 12 elektriske resistorer arrangert i tre like sektorer. De to ventilasjonene (innlop og utlop) er plassert pa samme vegg av boksen. Flere eksperimenter, utfort med samme ventilasjonsomrade for de foregaende provene, men med utlopsventil pa motsatt vegg av innlop en, viste samme termisk oppforsel.

Koleluften kommer inn i saken gjennom nedre ventilen, fjerner avraksjonen av varmen som er generert innvendig (i forhold til de totale friksjonslosninger langs luftbanen) og gar ut gjennom ovre ventilasjon. Varmen som ikke er merket av ventilasjonsluftkastet, overfores til eksternambienten ved konveksjon og straling gjennom skapets vegger. For a redusere varmelekkasje gjennom veggene og for a simulere tilstedev relsen av andre tilstotende bokser, ble alle veggene unntatt den med ventilasjonene forsiktig innesluttet.

Lufttemperaturfordelingen i esken er malt ved hjelp av 44 kalibrerte termoelementer av typen K-type (± 0,1 o C) som er anordnet pa hvert kort i tre forskjellige hoyder. Termoelementene er plassert i n rheten av det termiske grenselaget pa den oppvarmede siden av kortet og i omgivelsene pa baksiden. Forsokene har vist at den gjennomsnittlige utlopslufttemperaturen er nesten identisk med den integrale gjennomsnittlige verdien ved hoyeste hoyde av boksen, mens innlopstemperaturen er likeverdig til omgivelsestemperaturen T 0.

En enkel korrelasjonsligning for termosirkulasjonsstromningshastighet, som er nyttig for en forelopig termisk utforming av luftventilerte innkapslinger, kan oppnas ved hjelp av modellen skissert i figur 2.

I en steady state-tilstand vil varmeflussen P & # 8217; (W) som er fjernet av luften, er relatert til utlopet entalpevariasjon H 1,2:

og oppdrift gir v sken med kinetisk energi:

hvor er volumetrisk stromningshastighet (m 3 / s), 0 og er den ytre og indre lufttettheten (kg / m 3), sistnevnte evalueres ved gjennomsnittlig indre lufttemperatur (K), h er skorsteinens hoyde, dvs. Avstanden mellom ventilens midterlinjer, K e er ekvivalent v skebestandighetskoeffisient, du er referanseverdien for gjennomsnittlig lufthastighet (m / s), cp er den spesifikke luftvarmen (J / kgK) og T 1, 2 er forskjellen mellom utlopsinntakets lufttemperatur (K). Forutsatt luftdensiteten i boksen som en line r funksjon av temperaturen og betegner ved C = T 1.2 / oker forholdet mellom innlopsluftens temperaturforskjell og den indre indre lufttemperaturen, og kombinerer deretter ekv. (1) og (2) ), er det mulig a oppna den enkle formelen:

Fig. 3 & # 8211; Ventilens form.

En dypere analyse av foringsrorets termiske oppforsel ble rapportert i [4]. I samme papir er forholdet mellom K og Re Dh, for de forskjellige former og porositeter som er undersokt, vist. For a gjore det enklere a benytte Eq. (3), et relasjonsforhold mellom K og Re Dh, som er gyldig for alle tre ventilasjonsformer og de to porositetene som undersokes, er beskrevet nedenfor:

I dette avsnittet er prosedyren for bruk av den praktiske formelen (Eq. (3)) rapportert. Ligningen er ikke eksplisitt, fordi i K er den volumetriske luftstrommen involvert.

Et flytskjema (figur 4) som forklarer trinnene i den iterative prosedyren er vist ovenfor. Fa iterasjoner er nodvendige for a na den endelige verdien av A. Flere iterative resultater er oppfort i tabell 1.

Fig. 4 & # 8211; Flow diagram av iterativ prosedyre (Eq. (3))

Applikasjonseksempler er gitt som illustrasjoner av Eq. (3) som forutgaende verktoy for den termiske utformingen av figur 5 (overleaf), representerer linjene de forutsagte verdier av innlops- eller utlopsventilasjonsomradet A som avunksjon av den gjennomsnittlige indre lufttemperaturstigning ved bruk av ekv. (3) sammenlikning med noen eksperimentelle data (Dh = 5mm, tre ventilasjonsformer og tre verdier med luft). Det er god avtale mellom de teoretiske resultatene og de eksperimentelle. I dette eksempelet har det blitt antatt A i = A ut = A.

Konklusjoner.

En praktisk formel for termisk utforming av ventilert innkapslinger benyttet i det elektroniske utstyret presenteres. Theformula tar hensyn til flere parametere, som strom fjernet byair, luftstromningsmotstand, gjennomsnittlig indre lufttemperatur, innlops- eller utlopsventilomrade og skorsteinhoyde. Selvfolgelig ma denne enkle formelen brukes som et forelopig verktoy for termisk utforming av hylseholdige elektroniske plater. Dypere analyser kan utfores ved hjelp av annen teknikk som CFD (Computation Fluid Dynamics). Likevel, selv om stromningsmonsteret i et foringsror og langs de elektroniske brettene er sv rt komplekst, ma gyldigheten av de fa enkle formler som er tilgjengelige i litteraturen, kontrolleres av brukerne for a kunne vite feilen mellom teoretisk analyse og den virkelige oppforelsen av innkapslingene. Det er med andre ord sv rt vanskelig a gjore mange tester for a bekrefte validering av praktiske formuleringer, fordi parametrene som kan involveres i virkelige applikasjoner, er mange. Enkle formler i mange tilfeller kan bare v re nyttige for evaluering av ventilasjonsomradet.

Fig. 5 & # 8211; Innlops- eller utlopsventilasjonsomrade A versus gjennomsnittlig indre lufttemperatur stiger for tre forskjellige verdier av krafttermosirkulasjonP & # 8217 ;. Ventiler som sirkul re hull, horisontale spalter og vertikale spalter (Dh = 5mm)

Referanser.

Om forfatteren.

Mario Misale.

Relaterte innlegg.

Utvalgte emner.

Ressurser.

FLIR ETS320 Case Study Video.

Sponset av FLIR FLIR ETS320 er et prisgunstig IR kamerautstyr for a redusere testtider og forbedre produktdesign for elektronisk kort og & # x02026; Last ned na.

FLIR ETS320 Dataark.

Sponset av FLIR Om malet er produkttest eller vitenskapelig forskning, kan varme v re en viktig indikator pa hvordan et system fungerer. & # X02026; Last ned na.

Der er en ny dommer pa benken.

Sponset av FLIR FLIRs forste termiske bildebehandlingskamera spesielt designet for elektronikkb nktesting i laboratoriet. FLIR ETS 320 noyaktig & # x02026; Last ned na.

Industri Sponsorer.

Opphavsrett & # x000A9; 2018 ITEM Media. Alle rettigheter reservert.


Hello! Do you want to play in the most honest casino? We gathered it for you. Push here now!