Jump to content

    
Sign in to follow this  
vik362

Пластина как радиатор.

Recommended Posts

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!

Edited by vik362

Share this post


Link to post
Share on other sites
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!

Лучше 1 раз увидеть, чем 100 раз услышать. Эскизик прицепите.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что-то типа такого...

Думаю, что не сильно ошибусь если скажу, что без дырок в корпусе будет где-то 150грС на поверхности ал. пластины.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Неожиданно много...

 

а на воздухе???

 

ЗЫ: по-моему в совецкое время на радиаторы считали типа 30см2/Вт.

 

Условие выполняется!

 

Edited by vik362

Share this post


Link to post
Share on other sites
Неожиданно много...

а на воздухе???

ЗЫ: по-моему в совецкое время на радиаторы считали типа 30см2/Вт.

Условие выполняется!

Да 150град - многовато.. У меня в гараже стоял плоский масляный обогреватель на 500Вт размером 600х500мм.. температура в гараже 10град, на радиаторе 80.. итого градиент 70град на 6см2/Вт

Edited by wla

Share this post


Link to post
Share on other sites
Неожиданно много...

 

а на воздухе???

 

ЗЫ: по-моему в совецкое время на радиаторы считали типа 30см2/Вт.

 

Условие выполняется!

Я считал так:

Теплопроводность пластика 0.2 Вт/(м*К) 2мм толщина

Эквивалентная теплопроводность воздушной прослойки примерно 0,1 Вт/(м*К) 10мм толщина

Коэффициент теплоотдачи горизонтальной поверхности 12 Вт/(м^2*К)

Тепловыделение резисторов 48Вт

Площадь теплоотдающей поверхности 0,09м^2

Общее термическое сопротивление 0.193 (м^2*К)/Вт

Падение температуры алюминий воздух 103 К.

Ну и собственно 103+25+запасец=150 грС

 

Для свободной конвекции на открытом воздухе получил

температуру пластины 75К

 

Да 150град - многовато.. У меня в гараже стоял плоский масляный обогреватель на 500Вт размером 600х500мм.. температура в гараже 10град, на радиаторе 80.. итого градиент 70град на 6см2/Вт

Как хорошо ваш радиатор подтверждает коэффициент теплоотдачи поверхность-воздух

 

500Вт/(70К*2*600мм*500мм)=11,9 Вт/(м^2*К)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вообще-то радиаторы оценивают не в см/Вт, а в К/Вт, т.е на сколько градусов выше окружающей среды будет нагреваться радиатор при подведении мощности в 1 Вт.

Для плоской пластины, с распределенными точками подогрева температура практически одинакова по всей ее площади. тут ее толщину можно не учитывать. 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.

Для закрытого корпуса Вам нужно просчитать еще теплопередачу через стенки корпуса наружу. Можно только сразу сказать, что при пластиковом корпусе картина без обширных вентиляционных перфораций достаточно унылая...

Корпус в кусок хозяйственного мыла с трудом отводит ватта 2-3.

Share this post


Link to post
Share on other sites

:blink: Размышлял по поводу обмана природы.

 

Полная фигня получается.

Ведь, даже чтоб повеситься от всех этих безрадостных размышлений, определнных параметров веревка нужна. Экономичного варианта - нитки не хватит :blink:

 

А если заменить в моем рисунке верхний пластик на металлическую пластину - что изменится от базового варианта?

 

Для свободной конвекции на открытом воздухе получил

температуру пластины 75К

Share this post


Link to post
Share on other sites
А если заменить в моем рисунке верхний пластик на металлическую пластину - что изменится от базового варианта?

Точно сказать затрудняюсь. Конечно, намного лучше, чем с пластиком, но насколько?

Тут многое зависит от величины воздушного зазора и его положения в пространстве. Неочевидно, но, при величине зазора 5-6мм и менее, охлаждение будет много хуже. В таких щелях конвекция почти прекращается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А если заменить в моем рисунке верхний пластик на металлическую пластину - что изменится от базового варианта?

Проблема, как уже сказал Microwatt, в воздужной прослойке. Предложил бы присабачить теплоизлучающие элементы непосредственно на металлический корпус.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Предложил бы присабачить теплоизлучающие элементы непосредственно на металлический корпус.

 

 

И это есть стандартное решение - выносить воздушный радиатор наружу. Второе стандартное решение - устраивать принудительную вентиляцию.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Предложил бы присабачить теплоизлучающие элементы непосредственно на металлический корпус.

И это есть стандартное решение - выносить воздушный радиатор наружу. Второе стандартное решение - устраивать принудительную вентиляцию.

 

А то я не знаю :( :blink:

 

За помощь в расчетах спасибо огромное, но конструктив пока красиво не получается...

Хотелость бы разместить пластину в каробочку пластиковую, а то болты крепления неэстетично как-то смотрятся.

 

ЗЫ: а есть клей теплопроводящий хорошо для склеивания люминтия и дюраля?

Пока абстрагируемся от электропроводности.

Share this post


Link to post
Share on other sites
За помощь в расчетах спасибо огромное, но конструктив пока красиво не получается...

Хотелость бы разместить пластину в каробочку пластиковую, а то болты крепления неэстетично как-то смотрятся.

 

ЗЫ: а есть клей теплопроводящий хорошо для склеивания люминтия и дюраля?

Пока абстрагируемся от электропроводности.

 

 

Посмотрите на попытку решения от Zyxel.

http://zyxel.ru/content/catalogue/43/52/637/

Насколько хорошо это реализовано - это второй вопрос. IMHO труба слишком низкая чтобы обеспечить эффективный поток через корпус. И щель снизу очень маленькая.

 

Клей обычно лучше отсутствия клея.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this