Soğutma Plakası Hesaplayıcı

Sıvı ve gaz soğutmalı plakalar · v2 · 2B plaka modeli

1Plaka

2Akış düzeni

3Kanal kesiti
4Soğutucu akışkan
Debi Basınç artışı

Devrenin geri kalanı = borular, bağlantı parçaları, radyatör ve plakayla seri bağlı diğer her şey. Basınç düşümü debinin karesiyle değişir.

5Isı girişi
6Isı kaynakları

x, y = her bileşenin merkezi, plakanın sol üst köşesinden ölçülür (veya plaka düzeninde sürükleyin). TIM, bileşen ile plaka arasındaki katmandır: kalınlık, ısıl iletkenlik k ve her iki yüzeyin temas direnci.

Maks. ısı atımı
—

Plaka düzeni

Kesit (detay)

Plaka yüzey sıcaklığı (2B)

Yerel sıcaklığı okumak için imleci haritanın üzerine getirin. Kanal yolları beyaz gösterilir.

Sonuçlar

Isıl direnç dağılımı

1B model, eşit ısı: en sıcak yüzey → soğutucu girişi. En büyük pay, iyileştirme yapılacak yeri gösterir.

Basınç düşümü dağılımı

Bağlantılar, kollektörler ve dirsekler tahminidir (sabit kayıp katsayıları).

Debiye göre ısı atımı

Debiye göre basınç düşümü

Hedefe göre boyutlandırma

Isıl hedefinizi hâlâ karşılayan en düşük debiyi, en az kanalı, en ince plakayı veya en sıcak soğutucuyu bulur; isteğe bağlı olarak bir basınç düşümü sınırı içinde. Tam 2B modeli kullanır.

Geçici yük

Aşırı yük, soğuk başlangıç veya darbeli yük sırasında sıcaklıkların zamanla nasıl geliştiği. Plakanın ısı kapasitesi malzemesinden ve hacminden gelir; bileşenlerin ısı kapasitesini (modül taban plakası, batarya hücreleri) ısı kaynaklarında girin. Yük katsayıları mevcut ısı yükünü çarpar.

Parametre taraması

Bir girdiyi bir aralıkta değiştirin ve sonucun ve basınç düşümünün nasıl tepki verdiğini görün. Hız için daha kaba bir 2B ızgara kullanır.

Tasarım karşılaştırması

En fazla dört varyant kaydedin ve mevcut tasarımla yan yana karşılaştırın. Her satırdaki en iyi değer vurgulanır, mevcut tasarımdan farklı girdiler işaretlenir.

Adım adım hesaplama

1B modelin açık hali: her formül bu tasarımın değerleri yerine konmuş olarak, SI birimlerinde. Sonuçları elle kontrol etmek veya eğitim için kullanın.

Yöntem, varsayımlar ve sınırlar

Kavramsal boyutlandırma tahmini: 1B kanal hidroliğine bağlı 2B plaka iletim modeli. CFD veya test verilerine göre yaklaşık ±%15–30 sapma beklenir; nihai tasarımları simülasyon veya ölçümle doğrulayın.

  • Isı transferi. Laminer: kanal en-boy oranı için Shah & London NuH1 ve f·Re, her düz geçişte Hausen tipi giriş düzeltmesiyle. Türbülanslı: kısa kanal düzeltmeli Gnielinski. Re 2300–4000 arası enterpole edilir. Dirsekler sınır tabakayı yeniden başlatır; Dean girdabı artışı ihmal edilir (muhafazakâr).
  • 2B plaka modeli. Plaka yüzeyi, yerel katı kalınlığı boyunca düzlem içi iletim yapan yaklaşık 6.000 hücreye kadar bir ızgaradır. Kanalların, bağlantı hatlarının ve kollektörlerin üzerindeki hücreler, ısıtılan yüzey eti ve kanatçık düzeltmeli taşınım filmi ile soğutucuya bağlanır. Soğutucu, plaka ve soğutucu uyuşana kadar her kanal yolu boyunca izlenir. Harita, en yüksek sıcaklık ve bileşen sıcaklıkları buradan elde edilir.
  • Bileşenler. Kasa = taban alanı altındaki plaka + TIM'in P·(t/k + temas direnci)/A değeri. Jonksiyon = kasa + P·Rjc. Küçük kaynakların altında plaka kalınlığı boyunca yayılma modellenmez; bu nedenle çok küçük, yoğun kaynaklar biraz iyimser hesaplanır.
  • Basınç düşümü. Shah görünür sürtünmesi (laminer, gelişen akış) ve Haaland (türbülanslı); 180° dirsekler için Darby 3-K; kanal giriş/çıkışı (0,5 + 1,0) ve bağlantılar (her biri 1,5) için sabit kayıp katsayıları.
  • Debi dağılımı. Paralel düzenler: kollektörler sürtünme ve momentum içeren segmentlere ayrılır (giriş kollektörü hız basıncı değişiminin 1,0 katını geri kazanır, çıkış kollektörü 2,0 katını kaybeder) ve her kanalın kendi Δp(q) eğrisiyle dengelenir. Kanal debileri, kollektör kayıplarını ve 2B modelde her kanalın ısı transferini belirler.
  • Pompa eğrisi. Çalışma debisi, pompa basınç artışının plaka ve devrenin geri kalanının basınç düşümüne (debinin karesiyle değişir) eşit olduğu nokta ikiye bölme yöntemiyle bulunur.
  • Akışkanlar. Özellikler ortalama akışkan sıcaklığında. Glikol verileri hacimce, yaklaşık (±%5–10). Gazlar plaka içinde ideal ve sıkıştırılamaz kabul edilir, giriş basıncında.
  • Modellenmeyenler. Işınım ve doğal taşınım, iki fazlı akış, türbülatörler ve pim kanatçıklar, plaka içinde gaz sıkıştırılabilirliği.
  • Geçici yük: aynı 2B plaka modelinin, plakanın ve isteğe bağlı olarak her bileşenin ısı kapasitesiyle örtük (geri Euler) zaman adımlaması; soğutucu plakadan saniyenin kesri içinde geçtiği için yarı kararlı kabul edilir. Jonksiyon-kasa ve TIM katmanlarının ısı kapasitesi yoktur; yük değişimindeki payları anında görünür (muhafazakâr).

Soğutma Plakası Hesaplayıcı

Sürüm 2 · Eren Tozlu

Güç elektroniği, bataryalar ve yakıt hücresi sistemleri için sıvı ve gaz soğutmalı soğutma plakalarının ön boyutlandırması için ücretsiz, tarayıcı tabanlı bir araç. Plakanın 2B iletim modelini 1B kanal hidroliği, pompa eşleştirme ve kollektör akış dağılımıyla birleştirir. Tüm hesaplamalar tarayıcınızda çalışır.

Eren Tozlu tarafından geliştirildi. Daha fazla mühendislik aracı ve proje: ehcrea.com.

MIT Lisansı altında açık kaynaklıdır; kaynak kodu GitHub üzerindedir.

Hesaplayıcıyı beğendiniz mi? Herkes için ücretsiz ve boş zamanlarımda yeni özellikler eklemeye devam ediyorum. Bir projede zaman kazandırdıysa ya da öğrenmenize yardımcı olduysa, gelişimini Patreon üzerinden destekleyebilirsiniz. Büyük ya da küçük her katkı, yeni mühendislik araçları geliştirmeye devam etmeme yardımcı olur. Teşekkürler!

Patreon'da destek olun

Sonuçlar mühendislik tahminidir. Nihai tasarımları CFD veya testle doğrulayın.

Nasıl kullanılır

Soldaki girdileri yukarıdan aşağıya doldurun; sağdaki sonuçlar siz yazdıkça güncellenir.

  1. Bir örnekle başlayın. Araç çubuğundan bir uygulama örneği seçin ve uyarlayın. SI/Imperial birimleri ve dili istediğiniz an değiştirebilirsiniz.
  2. Plaka. Uzunluk, genişlik, kalınlık ve malzeme. Daha yüksek iletkenlik ısıyı kanallar arasında daha iyi yayar.
  3. Akış düzeni. Serpantin: tek uzun kanal (veya birkaç devre), düzgün soğutma ama daha yüksek basınç düşümü. Paralel Z/U: kollektörlerle beslenen çok sayıda kısa kanal, düşük basınç düşümü; akış dağılımı kartını kontrol edin.
  4. Kanal kesiti. Dairesel, kare veya dikdörtgen. Kanal derinliği ile ısıtılan yüzey eti plaka kalınlığına sığmalıdır.
  5. Soğutucu. Akışkan, giriş sıcaklığı ve basıncı ile sabit debi veya pompa eğrisi; pompa eğrisiyle çalışma noktası otomatik bulunur.
  6. Isı girişi. Düzgün ısı: en yüksek sıcaklık için güç, kapasite için en yüksek yüzey sıcaklığı girin. Isı kaynakları: güç, taban alanı, TIM ve Rjc ile bileşen ekleyin ve plaka yerleşiminde sürükleyin.

Sonuçları okuma

Tipik değerler

Kaydetme ve paylaşma

Tasarımınız bu tarayıcıda otomatik kaydedilir. Bağlantıyı kopyala tüm girdileri içeren bir URL oluşturur, PDF dışa aktar hesaplama adımlarını içeren bir tasarım raporu yazar, Yazdır sayfayı yazdırır.

Sonuçlar ön boyutlandırma için mühendislik tahminidir (yaklaşık ±%15–30). Nihai tasarımları CFD veya testle doğrulayın.