EFD.Pro电子产品散热教程(上)
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1.双击EFD图标启动EFD,进入PROE界面;2.打开要分析的装配文件:3.点击菜单Flow analysis -> Project -> Wizard4.进入项目向导,输入新建项目的名称:如 mydemo5.点击Next,进入单位选择界面:6.选择SI国际单位,如下图所示修改温度的单位为摄氏度:7. 点击Next,进入分析类型定义界面:选择External,如图所示打勾选择固体纯导热分析8. 点击Next,进入固体默认材料定义界面:如图所示选择铝9. 点击Next,进入壁面默认定义界面:不用修改,默认壁面与外面绝热。
10. 点击Next,进入初始条件定义界面:不用修改,默认固体初始温度为20.5度;11.点击Next,进入初始网格定义界面:默认为等级3,可以修改为5;12.点击Finish,进入Proe界面;13.如下图所示点击Flow analysis->Insert->Boundary Condition14.进入边界条件定义界面,如图所示用鼠标点击红色显示的面15.点击Setting,如图所示打勾选择定义壁面温度Ajust wall temperature,输入0度;16.点击“确定”完成恒温壁面的定义。
接着点击Flow analysis->Solve->Run接着进入计算设定窗口,点击Run17.进入计算过程18.计算完毕停止后,如图点击File->Close关闭计算窗口19.如图所示点击Flow analysis->result->Insert->Surface Plot20.进入表面云图绘制定义窗口,打勾选择Use all face,再点击OK确定。
21.表面温度分布云图展现如下图所示(备注:稳态分析的结果会是整个固体温度平衡)。
进入FloEFD.Pro 9打开一个组装好的零件(也就是所要分析的零件,后缀一般是.asm)在菜单里flow analysis(EFD内嵌到Pro/E中的模块)选择下拉project-Wizard然后出现下图菜单,一般是创建新的,取好名字,然后next(其实操作步骤跟左边的input data 里面流程一样的)修改到所要的单位制分析类型选择internal or external,下面的热传导与辐射选择。
流体选择,空气还是其他流体,再后面是实体材料选择,一直到后来选择环境条件,最后是网格划分选型(网格的粗细)初始条件选择好以后,点击finish.在pro/e菜单第四排,后面多一出一个菜单(红色部分)[如果是打开已经加载好初始条件的模型,就会直接到下图]菜单中的第一个computational domain是网格外包边界,里面的菜单添加都是用右键操作。
Fluid subdomians, solid materials, boundary conditions,radiative surfaces, goalsFan和heat在要插入里面加载,然后求解,菜单中的第一个computational domain是网格外包边界,右键编辑Fluid subdomians,流体所过的管道,选择进口面,注意设置初始条件solid materials给各实体附材料。
boundary conditions,主要是Fluid subdomians配合,一般选择在流体进入管道口,加载流量、流速、压强等。
加载热源,在insert里面,(风扇之类都在这里加载)radiative surfaces, goals和选择比较简单,加载完毕后,solve求解。
14电子模块指南中提到的一些特征需要有 Electronics (电子模块)和 Library (工程库)的许可证。
问题描述本指南通过使用Electronics (电子模块)中的各种特征验证了FloEFD.Pro仿真电子元件散热能力。
使用的案例是一个单板机箱体包含的元件有CPU,芯片组(南北桥),双热管散热器,PC104扩展板PCI和ISA插槽,SODIMM插槽以及内存和外连接器。
室温空气通过侧板和底板的通风孔进入箱体,后背板通风孔安装一个抽风机,空气由此流出箱体。
气体流动带走电子元件(CPU, 南北桥芯片组,DDR RAM芯片)产生的热量。
热管将CPU和北桥芯片组产生的热量传导至散热器,通过散热器将热量排到空气中。
模型中,散热器安装在抽风机附近。
仿真的目的是为了保证在这些条件下,电子元件在适宜的温度下工作。
下表:案例中的电子元件典型的最高工作温度值。
模型结构复制Tutorial for Electronics Module 1 – Electronic Components 文件夹到工作文件夹。
打开epic_pc.asm 组件。
选择一般案例。
这是所描述问题的原始模型。
研究原始模型后,切换到仿真模型。
1. 点击File, Open 。
2. 在Look In 中选择In Session 。
3. 再次打开epic_pc.asm 组件,选择SIMULATION_MODEL 作为案例。
外连接器 EPICPC 主板为简化问题同时节省电脑资源,忽略一些不影响流动和传热特别的元件和特征,包括PCI和ISA插槽,螺母和外连接器。
仿真模型中也去掉了抽风机,改由相应的边界条件替代。
仿真过程中,将CPU、北桥和南桥芯片组设为双热阻简化热模型,各包含两个平行六面体元件。
为设定入口和出口流动边界条件,在各相应箱体板内侧用封盖取代通风孔,关闭通风孔。
同时,忽略气流通过通风孔进入和流出箱体的一些现象。
但是,根据通风孔的特殊形状和安装位置,边界条件须考虑反映流阻的压力损失系数值。
LED散热分析实例-Step By StepFlomerics China21 启动EFD.PRO,打开led_module.asm文件3 2 调整热源平面和铝基板完全贴合(原图中有0.000041的距离)3 打开检查几何文件对话框4 按Check检查几何文件自动修复模型的错误55 Flow analysis----project---wizard6 点选use current ,然后点击next67 选择SI国际单位8 点击next712 计算自然对流,此处重力方向改为图示的Z 方向9 点选External10 计算热传导11 计算热辐射13 点击next814 点开gases,双击air即可把air添加至此15 点击next917 点击next16 选择Aluminum6061为默认固体材料1018点击next1119 改为298k20 改为298k 21点击next1222 改为423 点击next13 24 右键点computational domain,选editdefinition14 25 把尺寸改为图中数值26 确定按下图插入一个solidmaterial16 28 把aluminum材料赋给铝基板17 29 同样方法把copper材料赋给热源部件1830 打开engineering database ,在radiation surface的user defined 右侧的空白处右键选择new item ,将name 和emissivity coefficient 中均输入0.51931 先选中散热器部件,然后插入一个辐射表面属性20 32 选取之前定义的图示表面辐射属性21 33 选取热源表面,插入一个表面热源22 34 在settings中输入2.52w23 35 先选中散热器,然后插入一局部网格约束2436 取消自动设置,按如图红框内数据设置网格2537 Flow Analysis ->insert ->surface goals ,选热源表面,勾选固体平均温度2638 同样方法,选中散热器部件,插入一体积目标,勾选固体温度2728•计算进行中………………•计算收敛后,进行如下的后处理2940 在过热源的中心创建一参考平面ADTM2,右键单击然后按图中红色标准设置,即可得到右图所温度分布图。
EFD.PRO散热分析经验数值设置探讨各位大侠:小弟用EFD一段时间,现略有心得。
但是在一些经验数值的设置上,感觉还是需要继续积累。
相信各位大侠在做分析的时候,也会有自己的一些心得体会。
现我就把自己的一些通常的做法显摆出来,希望我这块黄田砖,能勾引出一些蓝田玉出来,大家共同进步。
主要包括以下的一些设置,按照做项目的顺序来,各位大侠如果有其他方面的设置经验,也请添加上去:环境温度设置——添加热源设置——辐射面积设置——计算范围设置——接触热阻设置——添加材料设置——收敛目标设置——求解设置——后处理——……我的处理方式如下:环境温度设置——一般设置为30°C,不大喜欢K这个单位。
虽说室温25度,但是我觉得一般做实验的地方通风环境都不大好,都比较闷热添加热源设置—— LED就是随便画一个与实物大小差不多的实体,然后在与铝基板贴合的面上添加面热源。
一般教程里面会教I*U*85%作为热源(功率的8.5成),但是我考虑热从LED传导到外壳上存在接触热阻,我又不晓得设置多少,所以直接就按照350mA为1W热源,650mA为2W热源这样,有的时候比较准,而且准的时候还比较多辐射面积设置——一般我就设置主要散热部件为辐射面积。
压铸铝和6063的辐射系数都设置0.5,虽然论坛里有高人说了6063阳极氧化黑色的辐射系数为0.77,还有一些大侠奉献出辐射系数的资料,但灯具行业,散热外壳无非就那么几种而已。
计算范围设置——一般设置底部,四个侧面为一倍产品方向的尺寸,顶部为4倍的产品方向尺寸,另外提一下,我设置重力方向一般为最不利于产品散热的方向。
接触热阻设置——不设置,呵呵,原因在上面已经说了。
添加材料设置——我用的9.3版本的EFD,感觉里面材料库比较少,6063,ADC12等都是我自己添加进去的。
铝基板就设置为1020,导热系数200,6063导热系数230,ADC12为90。
LED按照教程设置为铜。
橡胶件,螺钉之类的删除掉,简化模型,玻璃会添加的。
CFD散热基础知识介绍人们对手机等电子产品的依赖程度越来越高,长时间用手机聊天、看影视剧、玩游戏,往往会导致手机迅速发热,而手机类电子产品发热温升超过10度,性能往往会下降50%以上,并且手机类电子产品发热严重会导致手机重启或者爆炸等意外事故的发生。
如何更好提升手机的散热性能并且预防上述意外事故的发生,需要借助CFD手段在手机类电子产品的研发阶段就“把好关”。
那么,CFD软件如何在手机类电子产品中产生作用?1电子热设计基础理论1热传递的方式热量传递的基本规律是热量从高温区域向低温区域传递,热量的传递方式主要包括三种:传导、对流、辐射。
•传导传导是由于动能从一个分子转移到另一个分子而引起的热传递。
传导可以在固体、液体或气体中发生,它是在不透明固体中发生传热的唯一形式。
对于电子设备,传导是一种非常重要的传热方式。
利用传导进行散热的方法有:增大接触面积,选择导热系数大的材料,缩短热流通路,提高接触面的表面质量,在接触面填导热脂或加导热垫,接触压力均匀等。
•对流对流是固体表面和流体表面间传热的主要方式。
对流分为自由对流和强迫对流,是电子设备普遍采用的一种散热方式——所谓的自然对流是因为冷、热流体的密度差引起的流动,而强迫风冷是由外力迫使流体进行流动,更多是因为压力差而引起的流动。
产品设计中提到的风冷散热和水冷散热都属于对流散热方式。
影响对了换热的因素很多,主要包含:流态(层流/湍流)、流体本身的物理性质、换热面的因素(大小、粗糙程度、放置方向)等。
•辐射辐射是在真空中进行传热的唯一方式,它是量子从热体(辐射体)到冷体(吸收体)的转移。
提高辐射散热的方法有:提高冷体的黑度,增大辐射体与冷体之间的角系数,增大辐射面积等。
2增强散热的方式电子产品的设计可以通过以下几种方式增强散热:•增加有效散热面积:散热面积越大,热量被带走的越多•增加强迫风冷的风速、增大物体表面的对流换热系数•减小接触热阻:在芯片与散热器之间涂抹导热硅脂或者填充导热垫片,可有效减小接触面的接触热阻,这种方法在电子产品中最常见。
电子器件的六种散热方法描述在电子器件的高速发展过程中,电子元器件的总功率密度也不断的增大,但是其尺寸却越来越较小,热流密度就会持续增加,在这种高温的环境中势必会影响电子元器件的性能指标,对此,必须要加强对电子元器件的热控制。
如何解决电子元器件的散热问题是现阶段的重点。
对此,文章主要对电子元器件的散热方法进行了简单的分析。
电子元器件的高效散热问题,受到传热学以及流体力学的原理影响。
电气器件的散热就是对电子设备运行温度进行控制,进而保障其工作的温度性以及安全性,其主要涉及到了散热、材料等各个方面的不同内容。
现阶段主要的散热方式主要就是自然、强制、液体、制冷、疏导、热隔离等方式。
1. 自然散热或冷却方式自然散热或者冷却方式就是在自然的状况之下,不接受任何外部辅助能量的影响,通过局部发热器件以周围环境散热的方式进行温度控制,其主要的方式就是导热、对流以及辐射集中方式,而主要应用的就是对流以及自然对流几种方式。
其中自然散热以及冷却方式主要就是应用在对温度控制要求较低的电子元器件、器件发热的热流密度相对较低的低功耗的器材以及部件之中。
在密封以及密集性组装的器件中无需应用其他冷却技术的状态之中也可以应用此种方式。
在一些时候,对于散热能力要求相对较低的时候也会利用电子器件自身的特征,适当的增加其与临近的热沉導热或者辐射影响,在通过优化结构优化自然对流,进而增强系统的散热能力。
2. 强制散热或冷却方法强制散热或冷却方法就是通过风扇等方式加快电子元器件周边的空气流动,带走热量的一种方式。
此种方式较为简单便捷,应用效果显著。
在电子元器件中如果其空间较大使得空气流动或者安装一些散热设施,就可以应用此种方式。
在实践中,提升此种对流传热能力的主要方式具体如下:要适当的增加散热的总面积,要在散热表面产生相对较大的对流传热系数。
在实践中,增大散热器表面散热面积的方式应用较为广泛。
在工程中主要就是通过翅片的方式拓展散热器的表面面积,进而强化传热效果。