热管等效模型 — CAE术语解说
热管等效模型
笔记本电脑的热设计仿真中,热管要进行建模,但将内部的二相流全部求解是不现实的,对吧?
定义
热管等效模型的思路是什么?
不直接求解蒸发·冷凝的二相流,而是将热管视为"等效热导率极高的棒"的简化手法。铜的热导率约400 W/(m·K),而等效模型中设定为10,000~50,000 W/(m·K)左右的值。
设定这样一个高的值以后,蒸发部和冷凝部之间的温度差就会变小,从而更接近真实热管的行为,是这样吧?
完全正确。在系统级热设计中,关键是热管两端的温度差能否控制在2~5℃左右,等效模型只要能再现这个温度差,实用上就足够了。
热解析中的作用
等效热导率的值应该怎样确定?随意设一个大数值可以吗?
最可靠的做法是从厂家公开的蒸发部-冷凝部间的热阻反算。比如热阻为0.2 K/W、截面积30 mm²、长度200 mm的情况,可以用k_eff = L/(R_th × A)来计算。也可以从实测的温度差和发热量反推。
初学者容易犯什么错误?
最常见的就是把热管当作各向同性圆柱体来建模。实际上,热管的轴向等效热导率极高,但径向主要由管壁或芯吸材料的热导率决定,所以必须按各向异性材料设置,否则温度分布会与实际差异很大。
相关术语
使用等效模型时需要了解的相关术语有哪些?
这三个直接相关:
各向异性设置和从厂家数据反算是重点,我之前都按各向同性输入了,得马上改。
就算只是区分轴向和径向,精度也会大幅提升。记得跟实测数据对比验证。
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