【摘要】：針對無人機某機載電子設(shè)備,通過常溫實驗測量數(shù)據(jù)與仿真計算結(jié)果的比對分析,提出了一種設(shè)備表面輻射系數(shù)的分析計算方法,經(jīng)高溫散熱仿真分析及實驗驗證,該表面輻射系數(shù)計算準(zhǔn)確,滿足實際熱分析應(yīng)用,可提高同類電子產(chǎn)品熱設(shè)計分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

料表面輻射系數(shù)如何測算，均未明確提及。表面輻射系數(shù)是否準(zhǔn)確，將直接導(dǎo)致最終熱分析仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。文中針對無人機某機載電子設(shè)備，首先，通過常溫實驗，測量該設(shè)備表面分布的溫度數(shù)據(jù);接著，進行設(shè)備的數(shù)字建模及簡化設(shè)計，借助有限元分析方法，對數(shù)字模型進行了熱傳導(dǎo)、自然對流散熱及熱輻射的常溫散熱仿真分析，根據(jù)仿真計算結(jié)果及實驗測量數(shù)據(jù)，反推求解最優(yōu)的設(shè)備表面輻射系數(shù);最后，經(jīng)高溫散熱仿真分析及實驗驗證，仿真計算結(jié)果與實驗測量數(shù)據(jù)較為吻合，該表面輻射系數(shù)計算準(zhǔn)確，滿足實際熱分析應(yīng)用�！鴪D1設(shè)備外形1機載電子設(shè)備常溫實驗該機載電子設(shè)備外形如圖1所示。設(shè)備使用直流28V供電，內(nèi)部通過DC/DC電源模塊轉(zhuǎn)換輸出12V為其他設(shè)備供電，，最大功率84W;并進行一些信號處理工作。設(shè)備的主要熱源為內(nèi)部的DC/DC電源模塊。設(shè)備散熱形式主要通過殼體外表的自然對流和輻射散熱。1．1實驗環(huán)境環(huán)境溫度:20．7℃。供電設(shè)備:直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，最大輸出電壓32V，最大輸出電流4A。負(fù)載設(shè)備:直流電子負(fù)載，最大負(fù)載電壓60V，最大負(fù)載電流20A。測量設(shè)備:紅外測溫儀HIOKI3419－20，測量范圍－35℃～500℃，解析度0．1℃，測量精度±1．5℃。1．2電氣連接設(shè)備之間的電氣連接，如圖2所示，供電設(shè)備為機載電子設(shè)備提供28V輸入，機載電子設(shè)備輸出12V接入電子負(fù)載。通過調(diào)節(jié)電子負(fù)載的電流大小來實現(xiàn)不同的負(fù)載功率，DOI:10.13952/j.cnki.jofmdr.2017.0020

從而可以模擬出機載電子設(shè)備在不同負(fù)載功率下的工作狀態(tài)及發(fā)熱情況�！鴪D2設(shè)備電氣連接圖1．3實驗數(shù)據(jù)采集▲圖3電子設(shè)備殼體外表測溫點常溫實驗過程分別對電子負(fù)載設(shè)置負(fù)載電流3A、4A、5A、6A、7A，共5個試驗序列，每次負(fù)載電流加載持續(xù)2小時以上，給予該機載電子設(shè)備充分的熱平衡時間。該電子設(shè)備的外表面設(shè)置8個溫度測量點，具體分布如圖3所示。每次負(fù)載電流加載2小時結(jié)束后，使用紅外測溫儀對電子設(shè)備8個測量點分別進行溫度測量，最終采集的殼體外表溫度數(shù)據(jù)，如表1所示。表1電子設(shè)備殼體外表溫度測量值試驗序列(電子負(fù)載電流)/AA點溫度/(℃)B點溫度/(℃)C點溫度/(℃)D點溫度/(℃)E點溫度/(℃)F點溫度/(℃)G點溫度/(℃)H點溫度/(℃)336．537．539．238．232．133．333．833．8441．344．846．445．337．738．839．339．4544．848．751．250．741．142．442．942．9649．053．056．055．244．245．646．146．7752．657．660．058．947．049．049．549．52機載電子設(shè)備的常溫散熱仿真分析2．1數(shù)字建模及簡化設(shè)計▲圖4電子設(shè)備數(shù)字建模及簡化設(shè)計為提高熱分析仿真的效率，設(shè)備內(nèi)部僅對主要元器件電源模塊和印制板進行了數(shù)字建模，其余較小的零部件均進行了簡化處理，如圖4所示。2．2電子設(shè)備熱源功率計算機載電子設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱，主要來自設(shè)備內(nèi)部電源模塊轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的熱損耗。電源模塊廠商提供的模塊轉(zhuǎn)換效率最低值為78．5%，保守計算，假設(shè)未轉(zhuǎn)換的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，依據(jù)公式(1)可求得該模塊的發(fā)熱功率Ps。Ps=Poη－Po(1)式中:Ps:模塊的發(fā)熱功率;Po:模塊的輸出功率;η:模塊的轉(zhuǎn)換效率。由于?
【作者單位】： 西安愛生技術(shù)集團公司;
【分類號】：TN02

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本文編號：2521747