Пластина как радиатор., Помогите посчитать Опции

[vik362]

Всем привет!

Внезапно всплыл вопрос по теплопроводности/теплоотводу.
Т.к. я совсем не в теме, прошу помочь. Или ткнуть мордой лица.

Есть горизонтальная теплопроводящая пластина толщиной L.
На ней с шагом a расположены точечные теплорассеивающие элементы мощности P. Квадратная решетка.

Какой градиент температур по пластине (хоть качественно)?
1). В условиях открытого пространства (воздух, комнатная температура +25С, уровень моря).
2). В корпусе. Аппроксимируем его двумя пластиковыми пластинами (сверху и снизу).

Конкретные параметры источников тепла:

шаг а = 10 см;
мощность P = 3 Вт

пластина: дюраль 1 мм/2 мм.

Хотелось бы понять, какая установится температура (мечтаю, что бы не более 70 С). Градиент - не более 10С?

То же в корпусе - 2 мм стандартного пластика для корпусов.

Каков вклад конвекции?

И самый важный вопрос: какова минимальная толщина дюраля для градиента 10 С?


Спасибо!

Сообщение отредактировал vik362 - Aug 20 2010, 05:05

[Microwatt]

К четртовой бабушке эти сингулярные экспрессии восьмимерного векторного пространсва! Нехай соискатели в диссертациях вымучивают эти семиэтажные формулки. Студентов бы хоть зря не мучили.
Отрезать кусок профиля и измерить прямо параметры теплообмена куда проще, быстрее, дешевле и достовернее сегодня.
Сто лет назад полетел самолет и начались защиты диссертаций. Так без аэродинамической трубы, на одних формулках ,вроде за последние 80лет ничего не полетело, кроме любительского планенра из полотна.
Не умеем мы достоверно делать тепловые расчеты, кроме нескольких простейших частных случаев.

[AlexeyW]

К четртовой бабушке эти сингулярные экспрессии восьмимерного векторного пространсва! Нехай соискатели в диссертациях вымучивают эти семиэтажные формулки. Студентов бы хоть зря не мучили.
Отрезать кусок профиля и измерить прямо параметры теплообмена куда проще, быстрее, дешевле и достовернее сегодня.
Сто лет назад полетел самолет и начались защиты диссертаций. Так без аэродинамической трубы, на одних формулках ,вроде за последние 80лет ничего не полетело, кроме любительского планенра из полотна.
Не умеем мы достоверно делать тепловые расчеты, кроме нескольких простейших частных случаев.

Как частный подход, быстро решить конкретную ситуацию - верно, конечно. Но в принципе - порочная практика. В чем порочна - в том прежде всего, что нет понимания задачи. И даже если Вы резонно возразите, что не для всех ситуаций интересно получить понимание, то есть аргумент, что без понимания Вы никогда не знаете, в какой точке находитесь. А вдруг при совсем незначительном изменении внешних условий система пойдет вразнос, кто знает? Это, кстати, не надуманная причина - так бывает часто.
Опять же, без понимания - невозможно опытами покрыть все пространство возможных вариантов. Аэродинамическая труба - это только финальное подтверждение (или опровержение) массы теоретических изысканий.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Nov 28 2010, 16:53

[Microwatt]

Но в принципе - порочная практика. В чем порочна - в том прежде всего, что нет понимания задачи. И даже если Вы резонно возразите, что не для всех ситуаций интересно получить понимание, то есть аргумент, что без понимания Вы никогда не знаете, в какой точке находитесь.
Аэродинамическая труба - это только финальное подтверждение (или опровержение) массы теоретических изысканий.

Давайте не доводить до абсолюта любой подход.
Компоновщик самолета отлично "видит" качественно основные воздушные потоки и без трубы и без расчетов.
Что-то уточняет грубым расчетом, что-то более детальным. Но окончательно - только в трубе шлифуется.
Лет 5-7 назад я столкнулся с проблемами аэродинамики - совершенно новая для меня область. Что-то почитал, пошел к спецам по газовым турбинам, попросил пояснить некоторые моменты. В Запорожье ведь вроде развалины одной из лучших в мире школ авиационного двигателестроения. Вот мне спецы так честно и признались как они наивыгоднейший профиль лопаток отыскивают. Любое сомнение -на продувку в трубу. Через какое-то время стал и я "видеть" поток вокруг лопасти или крыла, качественную картинку.
Какой смысл покупать и осваивать САПРы, сидеть над моделями месяцами, когда за два дня можно сделать макет и определить потребные размеры радиатора под транзистор? Не от того, что я совершенно не представляю механизмы теплопередачи или унылые цепочки термосопротивлений на эквивалентной схеме. Это проще, дешевле и достовернее.
Есть, конечно, шедевры, курьезы, особые случаи. Смотрел однажды отчет по разработке одного гироскопа. Там нужно было подтвердить, что динамические температурные деформации ротора не превзойдут 1 мкм, висит это на подшипниках газовых по 1.5-1.7микрона. Одна эквивалентная схема температурного поля повергает в уныние. Люди считали и моделировали года два, целый отдел. После того - десяток патентов и диссертаций. Но то - особый случай. Может, тут так и было нужно.

[AlexeyW]

Давайте не доводить до абсолюта любой подход.

ну, к абсолюту никто и не призывал..

Компоновщик самолета отлично "видит" качественно основные воздушные потоки и без трубы и без расчетов.

ну так, естественно. Опыт, сын ошибок трудных..

Что-то уточняет грубым расчетом, что-то более детальным. Но окончательно - только в трубе шлифуется.

да, конечно же, совершенно верно

Какой смысл покупать и осваивать САПРы, сидеть над моделями месяцами, когда за два дня можно сделать макет и определить потребные размеры радиатора под транзистор? Не от того, что я совершенно не представляю механизмы теплопередачи или унылые цепочки термосопротивлений на эквивалентной схеме. Это проще, дешевле и достовернее.

а вот с порочностью такого подхода я столкнулся у себя на работе. Это когда прибор вроде работает, сделали партию - в половине сбои. Стали пробовать так и сяк, ну, вот так вроде получилось - ну, типа исправили. Температурные испытания, или чуть параметры элементов поменялись - и опять стодвадцатьпять.
Меня тогда искренне удивило нежелание вникнуть в суть проблемы, понять - я сам потом разбирался, потратил совсем немного времени, но несколько проблем решил в принципе.
Согласен, разные вещи - электроника и аэродинамика, конечно, во второй обычно несравнимо больше объем трудно формализуемых вычислений. И все же.
Да, иногда бывает, что не получается понять, и все тут. Приходится опытом добиваться приемлемого результата. Но это не подход, это скорее от безысходности

[Microwatt]

а вот с порочностью такого подхода я столкнулся у себя на работе. Это когда прибор вроде работает, сделали партию - в половине сбои. Стали пробовать так и сяк, ну, вот так вроде получилось - ну, типа исправили. Температурные испытания, или чуть параметры элементов поменялись - и опять стодвадцатьпять.
Меня тогда искренне удивило нежелание вникнуть в суть проблемы,

Тут опять все относительно.
Конечно, чтобы построить небоскреб нужны хорошие спецы по сопромату и длительный этап кропотливых расчетов, контроль материалов на соответствие заложенным нормам прочности и т.п. А вот сортир или хлев строить таким образом нерационально. Более-менее опытный плотник и из осины, и из сосны срубит его достаточно уверенно.
Опыт (в смысле эксперимент) тоже не всяк приучен использовать как следует. Я тоже против подхода "спаял - работает". Хорошо понимаю, что результаты , полученные на одном экземпляре совершенно не годятся для серийного производства.
Но, измерив в 2-3 точках тепературу пробного куска профиля, я могу достаточно точно прогнозировать что даст его удлинение-укорочение на 1 см, что даст увеличение подводимой мощности на 25%, что даст повышение окружающей температуры на 10С и т.п. Если я грамотный разработчик, то могу оценить и что будет при подъеме на 5000м над уровнем моря и другие особые случаи. И все эти прогнозы буду делать, конечно же, расчетами, но по достоверной отправной точке.
Результат будет намного достовернее и точнее, чем путем чисто аналитического расчета в самом совершенной САПР. Для начала - никто мне не дает достоверно ни черноту, ни шероховатость поверхности, чтобы корректно ввести ее в САПР. И условия конвекции, точный периметр профиля тоже. А реальный результат от точности этих исходных посылок может отличаться в 1.5-2 раза.

[yakub_EZ]

Кину свой камешек в кувшин САПР
После терактов, или чего то там ещё, от верхов было задание строительным разработчикам пересматривать старые проекты многоэтажек. Задача ставилась так - здание не должно рухнуть при подрыве одной или двух балок или колонн. На ремонтопригодность пофиг, главное чтоб сразу после взрыва не завалилось.
Первые же прикидки такого подхода дали плохой результат - укреплять, укреплять, укреплять и всё равно получалось неустойчиво, складывалось как домино.
А с помощью САПРа решение - ослабить некоторые из них. Т.е. если соседние балки не будут слишком жесткие и в динамике упруго просядут, то часть их нагрузки перейдет на следующие соседние и в целом не приведет к их разрыву и устойчивости всей конструкции. Это потому, что обычные строительные САПР считают нагрузку в статике.
Недавно открылся доступ к бета тестированию одной из версий тепловых программ FlowVision может покрутим её своими руками, проверим?

[Guest_TSerg_*]

Кину свой камешек в кувшин САПР

Не надо кидать камешек куда-попало
Статика, есть статика - тем более, если это настольные системы. Чего тут аппелировать к СНиПАМ.
Надеюсь, Вы понимаете, что под конкретный проект мега-стройки допустимо создавать уникальный релиз САПР или даже новый.

Вот я, к примеру, пользуюсь ELCUT ( студенческая версия ) и FEMM ( freeware ) для своих нужд.
Понимание особенностей прикладной области и, связанная с этим возможность упрощения модели и т.п., приводят к тому, что моделирование в двумерной постановке вполне может порой заменить 3D.
А это - ой какая большая разница по эффективности использования инструмента и по деньгам и по времени.

Люди с логарифмическими линейками построили "ланкастер" 70 лет назад, пролетели над половиной Германии ночью, цепляя хвостами ЛЭП и разбомбили плотину с высоты 18м. А недавно посадили современный экипаж в этот "ланкастер" так они днем при ясной погоде через 200км заблудились. Нету дисплеев трехмерных и

Вот только не надо забывать, радио-навигационное обеспечение у Ланкастеров было в наличии.
Хотя я, конечно же, Вас понимаю - у самого дома лежит, как реликвия, круглая логарифмическая линейка (а-ля хронометр), оставшаяся от студенческих времен

[Microwatt]

Вот только не надо забывать, радио-навигационное обеспечение у Ланкастеров было в наличии.

Подозреваю, что это чудесное навигационное обеспечение на 10 радиолампах было спроектировано без Микрокапа, на той же логарифмической линейке, что и прыгающая бомба. Даже без китайского цифрового мультиметра и 32-разрядного МК для подсветки шкалы
У штурмана и бортинженера даже калькулятора за доллар не было, в столбик считали, в реальном времени.
Пример мой - не призыв вернуться к расчетам в столбик. Но нужно правильно расходовать ресурсы и постоянно понимать суть решаемой задачи, а не слепо полагаться на автоматизированные шпаргалки.
Сама тема вроде исчерпалась? Удалось там нагреть пластину более-менее равномерно?