Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Пластина как радиатор.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems
Страницы: 1, 2
Herz
Цитата(Tanya @ Dec 1 2010, 10:32) *
Не слишком ли категорично?

Этот же вопрос возник и у меня на вводных лекциях по курсу (по-русски примерно "теплопередача"). Оказывается - нет. Весь материал, несмотря на казалось бы мощный физический и математический базис, построен на теориях, методах, приближениях и допущениях. В учебниках вы наверняка не встретите именно законов, как в других разделах физики. Здесь формулы, описывающие происходящие процессы, как и большинство коэффициентов, получены экспериментальным путём. На основе многолетних наблюдений, как говорят.
Вот, например, цитата из книги Г. Карслоу, Д. Егер. "Теплопроводность твердых тел":
Цитата
Можно сказать, что математическая теория теплопроводности основывается на гипотезе, подсказываемой следующим экспериментом.
...
Результаты экспериментов над различными твердыми телами приводят к гипотезе, что при достижении установившегося температурного состояния
количество тепла Q, протекающего за t сек через площадку S пластины, равно
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
где К — константа, зависящая от свойств вещества и называемая коэффициентом теплопроводности данного вещества. Другими словами, тепловой поток между двумя поверхностями пропорционален разности температур между ними.

Wise
Цитата(TSerg @ Dec 1 2010, 13:19) *
..Так, что на мой взгляд - вот такая расстановка приоритетов:
- изучение основ (и поглубже) прикладной области;
- умение делать упрощенные/оценочные инженерные расчеты;
- симуляция для поиска вариантов или недопонятого
- создание макета.

Да.
..Где-то так (С). rolleyes.gif
..Макетов удается избегать несколько последних лет. Ну их.. Все можно продумать на диване..


Цитата
..А в теплотехнике всё нелинейно и нет даже строгих законов , скорее правила. Кроме, разве, закона сохранения энергии, да и то не факт, что его правильно называть законом. Отсюда преобладание эмпирических зависимостей и чуть ли не основной инструмент расчётов - численные методы. Что тоже громоздко и муторно.

..Помню, институтский курс тепломассообмена меня сильно удивил. В первый раз я видел науку, где, для инженерного приложения дается несколько десятков критериев. Нечто, умноженное на вот это и поделенное на то, не должно быть больше, чем некоторое число..
..При том, что, собственно, теория, сильно сложной не показалась.
..А практически, пока (слава богу), было достаточно электротехнических аналогий – тепловое сопротивление и т. д. Ни один из критериев не понадобился.. unsure.gif
Tanya
Цитата(Herz @ Dec 1 2010, 13:56) *
Вот, например, цитата из книги Г. Карслоу, Д. Егер. "Теплопроводность твердых тел":

А Законом Ома Вы пользуетесь? Это такой же закон. И примерно такие же обоснования. А они есть...
Microwatt
Цитата(tyro @ Dec 1 2010, 12:55) *
Если вы грамотный разработчик то сможете оценить и что будет при подъеме на 500000м над уровнем моря? Отпровная точка -20С Байконур.

P.S. А что у Вас конструктора до сих пор сидят за кульманами и пользуются логарифмической линейкой?

Да. я умею пользоваться логарифмической линейкой. И что?
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 спутниковой подсказки. Учились пилоты по стрелялкам в компьютере.
Не надо меня стращать Байконуром, на эту тему у меня тоже есть что сказать и показать. И вообще стращать во всех темах подряд.
Зачем Вы это делаете?
tyro
Не справочник по физике, но тем не менее http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%...B8%D0%BA%D0%B0)

Цитата(Microwatt @ Dec 1 2010, 14:38) *
Не надо меня стращать Байконуром, на эту тему у меня тоже есть что сказать и показать. И вообще стращать во всех темах подряд.

Вы просили дать точку отсчета, я Вам дал. Да не стращаю, а поправляю, в тех случаях, когда считаю что Вы не правы. (Каждый имеет право на свою точку зрения).
Цитата
Зачем Вы это делаете?

Затем, что бы не постоянные посетители форума знали, что гуру не всегда прав. И лично я против лозунга - назад, в каменный век, как пример - Ваши рассуждения по поводу САПР.
TSerg
Цитата(yakub_EZ @ Dec 1 2010, 12:08) *
Кину свой камешек в кувшин САПР wink.gif


Не надо кидать камешек куда-попало smile.gif
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.

Цитата(Microwatt @ Dec 1 2010, 14:38) *
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 smile.gif

Microwatt
Цитата(TSerg @ Dec 1 2010, 17:50) *
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 smile.gif
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?
AlexeyW
Кстати, раз уж речь зашла о тепле - для чего нужны термальные подключения к полигонам?
Microwatt
Цитата(AlexeyW @ Dec 2 2010, 01:08) *
Кстати, раз уж речь зашла о тепле - для чего нужны термальные подключения к полигонам?

А это тут обсуждали недавно. Технологический прием.
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=83309&hl=
TSerg
Цитата(Microwatt @ Dec 1 2010, 23:32) *
Но нужно правильно расходовать ресурсы и постоянно понимать суть решаемой задачи, а не слепо полагаться на автоматизированные шпаргалки.


Будем считать это одной из ключевых фраз, но только одной из них.
Microwatt
Цитата(tyro @ Dec 1 2010, 11:55) *
Если вы грамотный разработчик то сможете оценить и что будет при подъеме на 500000м над уровнем моря? Отпровная точка -20С Байконур.

P.S. А что у Вас конструктора до сих пор сидят за кульманами и пользуются логарифмической линейкой?

Смешно, но на высоте 500км над Байконуром -20С не бывает и давление всегда вполне нормальное. Там сухой азот поддут в приборном контейнере и система терморегулирования. С начала 70-х схемы жидким азотом при разработке уже никто не поливает. Вы об этом не знали?
-20С бывает в Байконуре в МИКе с разбитыми стеклами. smile.gif
tyro
Цитата(Microwatt @ Dec 2 2010, 17:04) *
Смешно, но на высоте 500км над Байконуром -20С не бывает и давление всегда вполне нормальное. Там сухой азот поддут в приборном контейнере и система терморегулирования. С начала 70-х схемы жидким азотом при разработке уже никто не поливает. Вы об этом не знали?
-20С бывает в Байконуре в МИКе с разбитыми стеклами. smile.gif

Гуру, Вас так и тянет пофлудить на темы, в которых Вы, мягко говоря не разбираетесь. Жидкий азот прокачивают по трубочкам с радиаторами, называется на сленге "азотный экран", температура которого поддерживается около -170С, при хорошем ваккуме и при при хорошем "солнышке". Испытывают все это под Москвой ( там же -но в другом здании- испытавыли незабвенный Буран - теперь этот громадный корпус и камера в полном запустении и разрухе). Стоит там "свечной заводик" по производству жидкого азота, который по трубопроводу поступает к испытательной камере.
P.S. Командировочные на Байконур, как за границу - 70$ в день.
Microwatt
Цитата(tyro @ Dec 2 2010, 20:33) *
Гуру, Вас так и тянет пофлудить на темы, в которых Вы, мягко говоря не разбираетесь. Жидкий азот прокачивают по трубочкам с радиаторами,

Ну да. Расскажите крестьянину мягко как в супермаркете бублики и колбасу выращивают...
А то я дьюары с жидким азотом никогда не таскал и куда и зачем его прокачивают в кино раз видел.
Не понимаю причин Вашей агрессивности.
Пожалуй, из этой темы я уйду, как пользователь.
tyro
Цитата(Microwatt @ Dec 2 2010, 22:10) *
Пожалуй, из этой темы я уйду, как пользователь.

В добрый путь.
P.S. Не самая большая камера - 600М.куб (Дьюарами не натаскаешся).
AlexeyW
Цитата(Microwatt @ Dec 2 2010, 01:43) *
А это тут обсуждали недавно. Технологический прием.
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=83309&hl=

За тему спасибо! Я там написал одну мысль.
Спросил, потому что не был уверен, что это единственная причина.
vik362
Ну раз флуд пошел, добавлю свои комментарии на разные тут высказывания:

Цитата(Microwatt @ Dec 2 2010, 21:04) *
С начала 70-х схемы жидким азотом при разработке уже никто не поливает. Вы об этом не знали?

До сих пор не знал... Поэтому в гелий жидкий в 80-х пихали...

Цитата(Herz @ Dec 1 2010, 15:15) *
Математикой человечество занимается много дольше, чем планеризмом - не одну сотню лет. Но так и не научилось решать дифуравнения, не удовлетворяющие условиям гомогенности аналитическим путём. За редкими исключениями, найденными также методом подбора. А в теплотехнике всё нелинейно и нет даже строгих законов , скорее правила. Кроме, разве, закона сохранения энергии, да и то не факт, что его правильно называть законом. Отсюда преобладание эмпирических зависимостей и чуть ли не основной инструмент расчётов - численные методы. Что тоже громоздко и муторно. А деваться некуда. "Отрезать и померить", как верно заметили, к пониманию не приближает. Где это допустимо - действительно быстрей и проще. А где условия будут меняться и случай ответственный - с наскоку не прорвёшься. Приходится студентов мучить, трубы строить, САПРы разрабатывать, формулки семиэтажные строчить до дыма из ушей.... rolleyes.gif

Смысл частенько примерно в том, чтобы не носить потом в кармане телефон размером с кирпич, а компактный и хорошо продуманный аппарат.

Подписываюсь под великомудрым высказыванием сим.

Когда-то считал криостат. Простейшая конструкция - тонкая медная трубочка (миллиметров 5 где-то, длиной 1 метр), опущенная одним концом в жидикий гелий, на другом конце - медная площадка и образец. Нагреватель типа спирали на этой площадке. Все в вакууме. Хорошая теплоизоляция.

Короче, классический случай сферического коня в вакууме.

Уравнение описывающее в самом грубом приближении данную систему, помнится, было в три строки минимум (о подробностях не спрашивайте!!! Больше четвертака прошло!!!).

А наш главный теоретик, посмотрев на него, сказал типа, что года, по-видимому, ему не хватит на расчет этого криостата...

Пришлось паять криостат и измерять, что получилось, без всяких разчотов...

ЗЫ: теплоемкость меди от комнаты до гелия падает на три порядка где-то sm.gif
Теоретики-ВПЕРЕД!
Для начала посчитайте зависимость температуры образца от мощности нагревателя для данной системы. Остальные параметры возьмите разумными.
Для начала - в статике.

Затем - в динамике (подразумевалось, что температура образца меняется линейно от 4 до 500 К.

Затем расчитайте терморегулятор для данного криостата.

Когда Вы проделаете эту работу, будем считать, что пререшли во второй класс.

Едем дальше.
Задачу немного усложняем:
Через эту трубочку прокачиваем пары этого же гелия при 4К.

Греем пока только площадку.
Считаем зависимости для потока гелия.
В первом приближении - ламинарное движение.
Дополняем затем до турбулентности. При разных скоростях истекания. При этом не забываем, что по дороге температура меняется в более сто раз (от 4 до 500 К).

Ну и финишная часть второго класса - добавляем нагреватель в гелий, для испарения гелия, и регулируем температуру еще и этим контуром.

А теперь задачу для третьего класса надо smile3046.gif cranky.gif crying.gif ?
Oldring
Цитата(vik362 @ Dec 24 2010, 09:29) *
А теперь задачу для третьего класса надо smile3046.gif cranky.gif crying.gif ?



Да-да, продолжайте, пожалуйста. Пока что постановка задачи понятна. biggrin.gif
ArtemDement
Цитата(Microwatt @ Aug 20 2010, 13:32) *
А теплоотдача при естественной конвекции будет порядка 1.2-1.5 мВт на каждый градус перегрева с каждого квадратного сантиметра. Зависит от положения пластины, ее шероховатости и пр...
Например, мощность 3 вт, пластина 70х70мм. Имеем 3000мВт/49см=61мВт/см. При теплоотдаче в 1.5мВт/см радиатор перегреется на 41 градус.
Это достаточно грубая оценка, но вроде работает.


Откуда взято значение 1.2-1.5 мВт ?
Для какого материала эти значения - алюминий, медь ?
Microwatt
Цитата(ArtemDement @ May 7 2011, 12:28) *
Откуда взято значение 1.2-1.5 мВт ?
Для какого материала эти значения - алюминий, медь ?

Это эмпирический коэффициент. их полно в сопромате и тепловых расчетах.
Поищите подтверждение в гугле , у Хоровца и Хилла, либо поставьте самостоятельно несложный эксперимент.
Это для любого металла, при условии, что толщина радиатора такова, что температура его одинакова по всей поверхности.
Меж 1.2-1.5 ворота из-за шероховатости, черноты и т.д.
Точный расчет сильно затруднен, почти невозможен. Крайне трудно описать форму, толщину и густоту ребер, условия конвекции, близко расположенных других компонентов и т.д. Можно считать все расчеты прикидочными, обязательно нужно перепроверить их на практике.
ArtemDement
Еще вопрос фундаментального характера - зависимость между допустимой рассеиваемой мощностью и площадью рассеяния должна быть линейной ?
По этому эмпирическому расчету она получается именно такой.
Pдопустимая(мВ) = 1,5 мВ * Tпревышения * Sрадиатора(см2)
Microwatt
Строго говоря, конечно же нелинейна. Теплопередача излучением растет в четвертой степени от разности температуры радиатора и окружающей среды. Прямая теплопередача будет зависеть от конвекции сильно. Вертикальный высокий радиатор будет отводить тепло заметно лучше, чем такой же, но горизонтальный. Как еще это в корпусе стоит. Всли внизу, на вертикальной плате - лучше, если "под потолком" прибора, да еще на горизонтальной - намного хуже.
Но для небольших перепадов (20-30С) ее удобно принять линейной. Все равно, ошибка в расчетах за счет других факторов будет больше.
Herz
Основной теплоотвод с радиаторов в обычных условиях всё-таки конвекционный. Поток тепла, им определяемый, линеен по определению, так как зависит от разности температур радиатора и окружающей среды. (Но это не значит, что нагреваться радиатор будет линейно от рассеиваемой мощности элементом, на нём установленном).
Лучевой теплоперенос нелинеен значительнее (зависит от разности четвёртых степеней температур), но его доля в охлаждении радиатора - всего несколько процентов. Если, конечно, мы не говорим о радиаторе, установленном на внешней стенке МКС. sm.gif
Microwatt
Да. Herz, пожалуй, точнее описал ситуацию.
В первом приближении рост температуры от мощности можно считать линейным.
Но абсолютное значение сильно зависит от условий конвекции. Тут пролететь очень легко. В дыры-щели уже 5-6мм конвекционные сквозняки не дуют при разности температур в 20-30С
ArtemDement
Цитата(Herz @ May 8 2011, 11:30) *
Основной теплоотвод с радиаторов в обычных условиях всё-таки конвекционный. Поток тепла, им определяемый, линеен по определению, так как зависит от разности температур радиатора и окружающей среды. (Но это не значит, что нагреваться радиатор будет линейно от рассеиваемой мощности элементом, на нём установленном).
Лучевой теплоперенос нелинеен значительнее (зависит от разности четвёртых степеней температур), но его доля в охлаждении радиатора - всего несколько процентов. Если, конечно, мы не говорим о радиаторе, установленном на внешней стенке МКС. sm.gif



А можете дать точную формулу, которой можно будет воспользоваться в работе, которую потом могут опубликовать и будут ее читать умные дяди ?
Herz
Цитата(ArtemDement @ May 8 2011, 21:12) *
А можете дать точную формулу, которой можно будет воспользоваться в работе, которую потом могут опубликовать и будут ее читать умные дяди ?

И не одну. Одной - умных дядей не удивить. biggrin.gif Но поищите лучше книгу:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Для практических расчётов будет полезной. Или Вам на более фундаментальные труды ссылки нужны?
asdf
Пардон, не обратил внимание, что тема старая.
tyro
Цитата(Herz @ May 9 2011, 19:25) *
Или Вам на более фундаментальные труды ссылки нужны?

Книга хорошая sm.gif. Нужны sm.gif.
Herz
Цитата(tyro @ May 12 2011, 16:36) *
Нужны sm.gif.

Пожалуйста:
Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи
Г. Карслоу, Д. Егер. Теплопроводность твердых тел.

Этими пользовался.

И вообще, на всякий случай. Достаточно? sm.gif
tyro
Цитата(Herz @ May 13 2011, 12:32) *
Пожалуйста:
... Достаточно? sm.gif

Спасибо, Ага sm.gif .
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.