Lõpetamise nõuded
Martikli numbri selgitus
Number on formaadis :1234XY
X- eelviimane number
Y- viimane number
0= 10
P.S. Kui õppuril on vaja lahendada reaalne praktilise väärtusega ülesanne, võib mooduli läbimiseks esitada ka selle analüüsi. Ülesande sobivuse osas tuleb eelnevalt õppejõuga läbi rääkida.
4. Ülesanne
Trükkplaadi soojuslike omaduste uuring
Loo trükkplaadi koostust uus analüüs SI-ühikutes ja määrata sellele keskkonnatingimused, komponentide materjalid ja soojusvood. Kontrollida, kas ventilaator suudab seadmeid piisaval määral jahutada.
Sisendparameetrid
· Sisemine analüüs voolu ja soojusjuhtivusega
· algtingimuste temperatuur: 25℃ ± Y (kui X on paaris, on pluss ja kui paaritu, on miinus)
· Voolis ja väliskeskkond: õhk
· Seinatingimused:
o Korpuse soojusjuhtivustegur: 7.9 W/m²·K
· Vaikimisi materjal: legeerimata teras (mild steel)
· Põhikiip (main chip):Mahtsoojusallikas võimsusega Q= Y W
· Kondensaatorid: Mahtsoojusallikas temperatuuriga T= 40℃
· Väikesed mikrokiibid (small chip): Mahtsoojusallikas Q= 5 W (summaarne)
· Toiteplokk (power supply): Mahtsoojusallikas temperatuuriga Q=50℃
· Trükkplaat:
o Tihedus: 1120 kg/m^3
o Erisoojus: 1400 J/(kg*K)
o Isotroopne
o Soojusjuhtivus: 10 W/(m*K)
o Sulamispunkt: 390 K
· Elektroonika komponendid:
o Tihedus: 2000 kg/m^3
o Erisoojus: 120 J/(kg*K)
o Isotroopne
o Soojusjuhtivus: 0,4 W/(m*K)
o Sulamispunkt: 390 K
algtingimused
· Keskonnarõhk: normaalrõhk
· Sisenev vool: väline sissepuhke ventilaator (External inlet fan)
· Ventilaator: aktsialane Papst 412
Töökäik
· Luua uus analüüs ja määrata abilisega kõik analüüsi algtingimused
· Määrata piirtingimused:
o Paigutada ventilaator ümara korgi sisepinnale (käsk Fans)
o Paigutada vooluava tingimus väljundavadele (käsk boundary conditions)
· Määrata mahtsoojusallikad (Käsk Sources→ Volume Source)
· Määrata komponentide materjalide omadused
o Trükkplaadi puhul luua uus materjal Selleks navigeerida asukohta Engineering Database →Materials→ Solids→ User Defined→ New Item ja täita materjalide omaduste tabel ning salvestada materjal
· Määrata mudeli erinevate komponentide materjalid (projektipuust Solid Materials)
o Emaplaat ja kaks väiksemat trükkplaat- enda loodud trükkplaat
o Kiibid- enda loodud elektroonika komponendid
o Radiaator- alumiinium
o Korgid- (klaas) isolaatorid (et need ei muudaks tulemusi)
o Ülejäänud jäävad vaikimisi materjaliks
· Määra analüüsi eesmärgid:
o Mahu eesmärk (Volume goal) põhikiibil ,et leida nende tahkiste maksimaalne temperatuur.
o Mahu eesmärk (Volume goal) väikestele kiipidele, et leida nende tahkiste maksimaalne temperatuur.
o Pinna eesmärk ventilaatori sisendavale- keskmine staatiline rõhk
o Pinna eesmärk väljundavadele- massivool
o Globaalne eesmärk- keskmine staatiline rõhk
o Globaalne eesmärk- keskmine voolise temperatuur
o Tihenda võrgustikku vastavalt arvuti võimekusele ja vajadusele, kuid minimaalselt vali automaatne võrgustamine tasemeni 3 ja määra ribide vahe minimaalseks pilu suuruseks (miinimum gap size). Nii adapteerub võrk kitsaste kanalite järgi.
· Käivita analüüsi lahendaja
· Tulemuste alt vali eesmärgi graafik (Goal plots) ja koosta kõigi eesmärkide graafikud.
o Lisaks ekspordi tulemused Excelisse, sest neid on seal mugavam vaadata kui Solid Edge’i graafikaalas.
· Koosta voolutrajektooride (Flow Trjectories) graafik kiiruse (velocity) alusel sisendavast kuni väljundini, et visualiseerida õhuvoolu läbi korpuse.
o Muuda trajektooride tüüpi ja tihedust, kuni oled visualisatsiooniga rahul.
· Koosta lõikegraafik (Cut plot) emaplaadi pinnaga paralleelselt
o Kasuta contours käsku, et luua voolukiirustest kontuuridega graafik
o Muuda graafiku parameetreid, kuni tulemus kajastab vooluolukorda sinu meelest kõige paremini.
o Muuda lisa graafikule vektorid, et voolusuunad oleksid selgemad, vajadusel kohenda nende parameetreid.
· Klooni see lõikegraafik ja määra uue graafiku parameetriks voolise temperatuur kontuuride alusel.
o Muuda graafiku kõrgust emaplaadi suhtes, et graafik kajastaks väikeste kiipide ümbrust, kuid lõikepind ei läbiks kondensaatoreid ja radiaatorit.
· Koosta pinna graafik (Surface plot) kõigi tahkete soojusallikate pindade temperatuuri kujutamiseks (võib nii ühe graafikuga kui ka komponentidest eraldi).
o Vali view menüüst Wireframe, et tahkete kehade pinnalt graafikut paremini eristada või peida soovitud komponendid.
· Muuda graafiku lahutusvõimet ja/või kuvatavate väärtuste vahemikku, et tuua erinevad temperatuurid paremini esile.
Küsimus
1. Anna vabas vormis hinnang projekteeritud elektroonika karbi jahutusele. Mis on murekohad ja kuidas sina neid kõrvaldaksid?