Пример описания ветвей тепловой модели.
Задано: плата имеет размер 100мм*100мм (L*L), толщина платы 2 мм(S).
Описание геометрии кондуктивных ветвей.
Геометрические параметры для резисторов внутри платы R2-9, R2-10, R2-11, R2-12 будут: первый размер сечения (ширина) = L/2=50мм, второй размер (толщина платы) = 2мм, длина пути = L/2=50мм.
Геометрические параметры для резисторов по краям платы R2-1, R2-2, R2-3, R2-4, R2-5, R2-6, R2-7, R2-8 будут: первый размер сечения (ширина) = L/4=25мм, второй размер (толщина платы) = 2мм, длина пути = L/2=50мм.
Описание геометрии конвективных ветвей.
Геометрические параметры для резисторов в углах платы R26-1, R26-2, R26-3, R26-4 будут: первый размер площади = L/4=100/4=25мм, второй размер площади = L/4=100/4=25мм.
Геометрические параметры для резисторов по центрам краев платыR26-5, R26-6, R26-7, R26-8 будут: первый размер площади = L/2=100/2=50мм, второй размер площади = L/4=100/4=25мм.
Геометрические параметры для резистора в центре платы R26-9 будут: первый размер площади = L/2=100/2=50мм, второй размер площади = L/2=100/2=50мм.
Описание геометрии тепловых емкостей.
Геометрические параметры для емкостей в углах платы C26-1, C26-4, C26-7, C26-9 будут: первый размер объема = L/4=100/4=25мм, второй размер объема = L/4=100/4=25мм, третий размер объема (толщина платы)=2мм.
Геометрические параметры для емкостей по центрам краев платыC26-2, C26-5, C26-6, C26-8 будут: первый размер объема = L/2=100/2=50мм, второй размер объема = L/4=100/4=25мм, третий размер объема (толщина платы)=2мм.
Геометрические параметры для резистора в центре платы C26-3 будут: первый размер объема = L/2=100/2=50мм, второй размер объема = L/2=100/2=50мм, третий размер объема (толщина платы)=2мм.
Тепловые емкости подключаются плюсом к ненулевому узлу!!!!!
Материал платы – текстолит (выбрать из списка).
Варианты заданий
Материал платы – текстолит (выбрать из списка).
Начальная температура платы и всех элементов 200C.
| № по списку | Размеры (X, Y, толщина)[мм] | Выделяемая тепловая мощность [Вт] | Температура окружающей среды [C0] | ||
| | 1.5 | ||||
| | 2.5 | 1.2 | |||
| | 2.2 | 1.0 | |||
| | 1.5 | 0.8 | |||
| | 1.5 | 0.7 | |||
| | 1.4 | ||||
| | 1.5 | ||||
| | 1.7 | 1.2 | |||
| | 1.4 | 1.0 | |||
| | 1.5 | 0.8 | |||
| | 1.5 | 1.7 | |||
| | 2.3 | 1.4 | |||
| | 1.2 | 1.5 | |||
| | 2.6 | 1.2 | |||
| | 1.5 | 1.0 | |||
| | 1.5 | 0.8 | |||
| | 0.7 | ||||
| | 1.4 | ||||
| | 1.5 | ||||
| | 1.5 | 1.2 | |||
| | 1.5 | 1.0 | |||
| | 0.8 | ||||
| | 0.7 | ||||
| | 1.4 | ||||
| 25. | 1.5 | 1.0 |
Порядок выполнения работы
- запустить программу Асоника-П;
- произвести настройку каталогов (пункт меню “Настройка”), указав пути к рабочему каталогу (c:\Program Files\Аsonika-P\Sample) и к каталогу базы данных (c:\ Program Files\Аsonika-P\Bd\);
- выбрать тепловой тип расчета и открыть новый файл для формирования модели теплообмена (“файл-новый-тепло”);
- используя кнопку “добавить” (надпись высвечивается при подведении к ней курсора, а на кнопке имеется рисунок с изображением резистора со знаком + над ним) вводить поочередно графические изображения элементов тепловой модели:
- используя пункт подменю “Узел” расставить на экране узлы модели (перетаскивая их мышкой) в соответствии с подготовленным эскизом модели теплообмена нумеруя их последовательно начиная с единицы, при этом узлы с одинаковым номером можно дублировать в разных местах модели для удобства проведения соединений;
- используя пункт подменю “Нулевой узел” расставить на экране базовые (общие) узлы модели, которые имеют номер “0”;
- используя пункт меню “добавить”- “кондукция” –“Вычисляемое тепловое сопротивление” – “В декартовых координатах” ввести параметры конструкции кондуктивных ветвей теплообмена (по материалу платы - для сечения толщину и размер половины расстояния до соседнего узла модели, находящегося перпендикулярно к направлению теплового потока, а также расстояние между соединяемыми узлами) выбрав в меню в качестве материала текстолит, давление воздуха 760 мм.рт.ст.
- используя пункт меню “добавить”- “Теплоемкости” –“Вычисляемая теплоемкость” ввести параметры тепловых емкостей частей конструкции (подключать плюсом к ненулевому узлу).
- используя пункт меню “добавить”- “Естественная конвекция” –“ЕК с плоской неразвитой поверхности в окружающую среду” ввести параметры тепловых ветвей частей конструкции, с которых происходит конвективный теплообмен (размеры по осям по поверхности платы, равные суммам половин расстояний до соседних узлов модели),
- используя пункт меню “добавить”- “источники мощности” – “источник постоянной мощности” ввести в модель источник тепловой мощности в узле модели и соединить их между этим узлом и нулевым узлом;
- используя пункт меню “добавить”- “источники температуры” – “источник постоянной температуры” ввести в модель источник температуры окружающей среды (воздуха), задав его температуру и подсоединив его между узлом, моделирующим температуру окружающей среды и нулевым узлом;
- соединить элементы для этого использовать кнопку “Соединить” (на ней имеется рисунок в виде желтого карандаша) и захватив мышкой конец соединяемой линии одного элемента не отпуская левой кнопки мышки тянуть ее до места соединения с линией другого элемента, после чего щелкнуть левой кнопкой мышки для окончания соединения; элементы модели для удобства соединений можно поворачивать используя пункт меню “Тепло”-“повернуть”
На этом формирование модели заканчивается. Для удаления соединения или элемента модели его необходимо выделить мышкой и нажать на кнопку “Удалить” (имеет рисунок в виде пересекающихся красных линий). Для изменения параметров элемента модели его необходимо выделить мышкой и изменить необходимый параметр с помощью меню “тепло” – “параметры элемента”. Полученную модель необходимо сохранить в файле с выбранным именем и расширением .shh в папке “Sample”.
Произвести расчет нестационарного теплового режима (“тепло” – “расчет” – “нестационарный расчет” или кнопка с рисунком треугольника на главной панели).
Задать область проведения расчета “Временная – Температуры в узлах МТП – Назначить выходные узлы”. Произвести выбор выходных характеристик, для которых будет строиться график переходного процесса. В качестве выходных характеристик выбрать узлы тепловой модели. В списке “Характеристики” выделить узел 5 (для него будет строиться график) и перенести его в раздел “Выбранные характеристики” с помощью одинарной стрелки.
Перейти на вкладку “Параметры метода” и задать параметры временного расчета:
- начальное значение шага по времени (с) =1,
- максимальное значение шага по времени (с) =2,
- максимальное значение в МДН (степень полинома в методе дифференцирования назад) = 3,
- значение предела (точность) = 0.1,
- начальное значение времени (с) = 0,
- конечное значение времени (с) = 2000 (это пробное значение, затем подобрать время так, чтобы на графике был полностью отображен переходной процесс – выход линии почти на горизонтальный участок).
Провести расчет (на экран будет выведен график температурного переходного процесса в выбранном узле 5). Изменяя конечное значение времени и повторяя расчеты добиться, чтобы на графике изменение температуры выходило практически на горизонтальный участок. Сохранить график.
Подключить к узлу 5 модели конструктивный элемент с постоянной теплоемкостью 30.0 Дж/0С при температуре 200С и повторить расчет переходного процесса.
Проанализировать влияние изменения теплоемкости в узле 5 на переходной процесс во времени, сравнив вновь полученный и предыдущий графики.
Требования к отчету
Отчет о работе должен содержать:
- цель работы;
- краткое описание математического обеспечения (теплообмен в РЭА);
- описание объекта проектирования;
- исходные данные для программы моделирования (конструктивные и теплофизические параметры тепловых ветвей);
- рисунок электротепловой модели (с экрана монитора, построенный в графическом редакторе);
- описание процесса моделирования и его результатов (графики изменения температуры в выбранном узле модели).