Casi di studio: progettazione di soluzioni termiche per dispositivi di raffreddamento TEC
Utilizzeremo un software di analisi termica professionale per progettare lo schema ottimale per i clienti, quindi confermeremo la fattibilità della teoria con gli ingegneri e quindi inizieremo a realizzare campioni per i test
Dissipatore di calore Heat Pipe per soluzione di raffreddamento TEC da 622 W
Il nostro cliente richiede un dissipatore di calore personalizzato, le cui dimensioni sono state definite per gestire circa 600 W di calore termoelettrico (TEC). Il cliente utilizza quattro dispositivi di raffreddamento TEC per strumenti di analisi spettrale nel settore medicale e la stabilità della temperatura determina la precisione dei dati. Pertanto, è necessario controllare la temperatura della superficie calda del TEC al di sotto dei 75 gradi, in modo che la superficie fredda del TEC possa funzionare normalmente e raggiungere una differenza di temperatura di circa 45 gradi. Di conseguenza, il dissipatore di calore con alette sagomate e heat pipe rappresenta la scelta migliore.
Requisiti progettati
La potenza termica TEC è 155.7x4 pezzi = 622.8 W;
Ventilatore a convezione forzata 6025 50CFM ciascuno, 2 pezzi;
Dimensioni del dissipatore di calore: 180x80x42mm;
La superficie del dissipatore di calore è la seguente: 75 gradi;
Processo di saldatura;
La nostra soluzione termica
Dissipatore di calore con alette sagomate e heat pipe, 10 pezzi (D6.35). Trattandosi di una soluzione di dissipazione del calore ad alta potenza, è necessario ridurre la resistenza termica tra la piastra di base del dissipatore e le alette. Abbiamo eliminato il processo di saldatura e lo abbiamo sostituito con il processo di sagomatura delle alette .
Nel frattempo, l'area utilizzata per TEC è relativamente piccola, con un'area di 20X160 mm. Pertanto, adottiamo una soluzione a tubo di calore premendo il tubo di calore nella piastra inferiore del dissipatore di calore con alette sfogliate. Ciò può distribuire uniformemente il calore nella parte inferiore dell'intero dissipatore di calore, il che è vantaggioso per la dissipazione del calore dopo la conduzione delle alette. Efficienza di trasferimento del calore notevolmente migliorata.
Design termico
Disegno 3D in Pro/E
La progettazione del modello 3D richiede che le impostazioni dei parametri nel software abbiano uno spessore delle alette di 0.5 mm e una spaziatura di 1.5 mm per il dissipatore di calore. Questo perché la pressione della ventola del 6025 è relativamente alta, quindi le alette del dissipatore di calore sono relativamente dense, solitamente intorno a 2.0-2.5. Naturalmente ciò dipende dalla lunghezza delle alette e dalla scelta della ventola.
Impostazione dei parametri di base
● Temperatura ambiente 25 ℃
● La radiazione termica non viene considerata
● Regime di flusso turbolento
● Pressione di esercizio 101325N/m2
● su Convezione naturale
● Il numero di mesh è 1043370
● Imposta parametri di mesh uniformi
● Assiemi mesh separatamente
● Consenti mesh multilivello
● Consenti modifiche minime dello spazio
● Eseguire la soluzione e ottenere le curve di funzione
● Il passo corrente è 1000 e la funzione effettiva converge a 900 passi
● Il valore del flusso del fattore di convergenza è 1xe-5(0.00001)
● La temperatura superficiale massima di TEC è 81.75 ℃; Valore medio 75.4 ℃
● La base TEC è realizzata in materiale ceramico. La superficie massima del dissipatore di calore. I tubi di calore possono effettivamente raggiungere una temperatura uniforme
● Portata del ventilatore durante il funzionamento
● La velocità massima è 14.47 m/s (set uniforme opzioni di distribuzione punti 900)
Risultati della progettazione termica
Cerchiamo di progettare questo dissipatore di calore utilizzando la tecnologia sodering una volta. L'aletta è stampata e nichelata sulla superficie e il tubo di calore è direttamente a contatto con il TEC. Abbiamo scoperto che questo metodo non è efficace quanto il processo di rimozione delle alette del dissipatore di calore. Questo perché l'altezza del dissipatore di calore è solo di circa 40, quindi il trasferimento di calore non è influenzato dall'altezza. Alla fine, siamo giunti alla conclusione che l'altezza del dissipatore di calore è di circa 40-45 mm. Non influenzato dall'elevata conduttività, alla fine abbiamo deciso di utilizzare il processo delle alette smussate per produrre questo prodotto per i nostri clienti.
