Mikrohajózási műhold hőszabályozó rendszerének tervezése és szimulációja
3G mobil bázisállomás hőszimulációja és optimalizálása
Kültéri kommunikációs tápegység hőelemzése
A ZTE EDFA modul termikus elemzése
Ügy 1 egy bizonyos típusú mikro tengeri műholdas hőszabályozó rendszer tervezése
Mikrohajózási műhold: 10 kg-nál kisebb tömegű, praktikus használati funkciókkal rendelkező műhold. A Tiangong-2, amelyet 15-20 szeptemberében bocsátanak fel, egy mikrohajózási műholdat szállít majd.
A műhold főleg raktérből, moduldobozból, napelemes vitorlalapból stb. áll. A raktér mikroinerciális kombinációt, akkumulátorcsomagot, tárolódobozt, kamerát és egyéb alkatrészeket tartalmaz, amelyek képalkotási és információátviteli funkciót töltenek be a talaj. A műhold nagyvákuumú térkörnyezetben működik, a hőátadás főként vezetésen és sugárzáson keresztül történik.
A műholdas hőszabályozás tervezésének célja, hogy ésszerű hőtervezési módszerekkel és hőszabályozási eszközökkel biztosítsa az egyes alrendszerek műholdas hasznos teher és műholdplatform műszereinek és berendezéseinek normál működéséhez szükséges környezeti hőmérsékletet, és ezzel egyidejűleg a a műhold felületén lévő összes berendezés a kívánt hőmérsékleti tartományban működik.
Kövesse az alapelveket: kiforrott hőszabályozási technológia és megvalósítási folyamat alkalmazása, kövesse a hőszabályozási normákat és szabványokat, és törekedjen az egyszerűségre, megbízhatóságra; a passzív hőszabályozási móddal összhangban lévő egész csillag hőszabályozás a fő, a passzív hőszabályozási módban nem felel meg a követelményeknek, majd fontolja meg az elektromos fűtés kompenzáció aktív hőszabályozási eszközeit, és törekszik a legjobb hőkapcsolás elérésére. gépezet; csillag általános felszerelés a ± 10 fokos határ hőmérsékleti tartományának kialakításával együtt.
Hőszabályozási intézkedések :
Figyelembe véve a műhold szerkezetét, a hőmérsékleti követelményeket és a térkörnyezetet, amelyben található, a következő hőszabályozási intézkedéseket hozzuk.
A propulziós rendszer kivételével a többi hasznos teher külső felülete elfeketedett, és a felület feketesége ε Nagyobb vagy egyenlő, mint 0,8;
ε Nagyobb vagy egyenlő, mint 0,5 a modul és a hasznos tehertest belső felületein;
A moduldobozban lévő áramköri lapok hővezető anyaggal vagy hővezető zsírral vannak feltöltve az áramköri lapok és a rögzítési felületeik között;
A csillagon kívül elhelyezett magnetométerek, GPS-antennák stb. külső felületei szerves szürke festékkel vagy szerves fekete festékkel vannak festve a/ε{0}}.85/0.8;
Az IDEAS TMG szoftver létrehozza a műhold átfogó végeselemes modelljét és a hasznos adatmodul végeselemes modulját az alábbiak szerint
A térháttér 4K hideg fekete tér, és a pálya és az állás paraméterei adják meg (napszinkron körpálya, magasság 550 km, dőlésszög 95 fok, csökkenő csomópont helyi ideje 11:{{ 5}} stb.), és a háromtengelyes stabilizált helyzetet úgy vesszük fel, hogy a +Z tengely a föld középpontja felé mutat, az +X tengely pedig a repülési irányt.
A műhold egyes részeinek hőmérséklete állandósult állapotban a következő táblázatban látható
Az alábbi ábrák a teljes műhold hőmérséklet-eloszlását mutatják, a hasznos teher modul, a napelem vitorla panel, a felső lemez, valamint a magnetométer és a GPS antenna, illetve a hőmérséklet eloszlási felhő
A szimulációs eredmények azt mutatják, hogy az alkalmazott termikus tervezési séma összességében megfelel a műhold által támasztott követelményeknek, mivel az általános műszerek és berendezések hőmérséklete a kabinban 10 és +45 fok között van, valamint a műszerek és berendezések hőmérséklete a kabinon kívül, -80 foktól +80 fokig.
2. eset 3G mobil bázisállomás hőszimulációja és optimalizálása
1,Valós modell
A mobil bázisállomás egy szabványos 19-hüvelykes szekrényt használ, összesen 20 NYÁK-beillesztő kártyapozícióval.
a,1. lehetőség (felső kinyerési program)
A program sematikus felépítése a jobb oldali ábrán látható. A szekrény teljes magassága 10U. Ezek közül a tábla behelyezési terület magassága 7U, az alsó levegőbemenet magassága 1U, a felső levegőkimenet magassága pedig 2U. két EBM centrifugálventilátort használnak, amelyek a szekrény tetején vannak elhelyezve.
b, Második lehetőség (alsó fúvóprogram)
A program sematikus felépítése a jobb oldali ábrán látható. A szekrény teljes magassága 10 U. Az alsó levegőbemenet magassága 2 U, a felső levegőkimenet magassága 1 U. Hat EBM axiális ventilátort használnak, amelyeket a szekrény alján helyeztek el.
c,Harmadik lehetőség (axiális ventilátor felső légelszívó program)
A program sematikus felépítése a jobb oldali ábrán látható. A felső levegőkimenet magassága 2U, az alsó levegőbemenet magassága 1U. A többi méret megegyezik a II. sémával, amely hat EBM axiális ventilátort alkalmaz, és a szekrény tetejére helyezi őket.
Szimulációs eredmények
a, Az 1. forgatókönyv numerikus elemzésének eredményei
I
b,A forgatókönyv numerikus elemzésének eredményei2
c,A forgatókönyv numerikus elemzésének eredményei3
A szimuláció következtetése
választási lehetőség2 rendelkezik a legjobb hűtő hatással
A harmadik program ugyanannyi és típusú axiálventilátort használ, mint a második, de azért, mert az alváz tetején vannak elhelyezve, így a levegőkimenet és a ventilátor tengelye merőleges egymásra, így nő a rendszer szélellenállása. , és az axiálventilátorokat nagy légmennyiség jellemzi, a szélnyomás kicsi, így a hármas program hűtő hatása jóval kisebb, mint a másodiké.
Az 1. lehetőség két centrifugális ventilátort használ, ezek teljes légmennyisége jóval kisebb, mint hat axiális ventilátoré; valamint a ventilátoreloszlás egyenetlensége miatt, így a dugaszolótábla helyének elhelyezése a dugaszolótábla hőmérséklet-eloszlásán nagyobb hatással van a teljes hőleadási hatásra is, mint a második program.
Ügyeljen a tábla elhelyezésére
Különböző hűtési megoldások esetén a NYÁK kártya hőmérséklet-eloszlása minden kártyapozícióban eltérő. Ha van több hely a kártyán, ügyeljen arra, hogy előnyben részesítse az alacsonyabb hőmérsékletű kártya elhelyezését.
3. eset A kültéri kommunikációs tápegység termikus elemzése
Követelményelemzés:
AC/DC átalakító modul. Termék Teljes mérete 320 mm hosszú, 70 mm szélesség és 255 mm magas.
Teljesen zárt szerkezet, a szükséges vízálló és porálló fokozat megerősített IP55, azaz a termék vízálló vizsgálati feltételei 10 fokos vízhőmérséklet és 60 fokos környezeti hőmérséklet a termék működési feltételei mellett. a vízálló teszt termikus egyensúlya.
A termék fő alkalmazási környezete a kültéri távadó állvány, a hőelvezetési módszer természetes konvekció, ugyanakkor van napsugárzás, a termék teljesen zárt szerkezet, az összetevők által termelt hő főként a hőelvezetésen keresztül történik. fém burkolattal, majd a természetes konvekción keresztül a hő elvezetésére.
A fő áramköri kártya a hűtőbordára van felszerelve az alábbi ábrán látható módon. A fő áramköri lapot a hűtőborda fedelére szerelik, az áramköri lapot és a hűtőborda fedelét hővezető edényragasztóval töltik fel hőleadó közegként, a hőtermelő erőberendezések a hűtőborda burkolatának széleihez vannak rögzítve. kompressziós csíkokkal, és hővezető szigetelőanyagot használnak hővezető közegként az alkatrészek és a hűtőborda burkolata között.
Az EMI kártya hűtőborda házára való rögzítés az alábbi ábrán látható, és a rögzítési mód hasonló a fő áramköri lapéhoz.
A tápegység modul teljes szerkezete, a hűtőborda burkolata hermetikusan felszerelve, és a közepén gumiszalaggal vízmentesen lezárva.
A Flotherm szoftverrel történő egyszerűsítés után létrehozott termikus modell a következő.
A tápmodul hőelvezetési szimulációjához a szimulációs modell a következő feltételezéseket teszi, anélkül, hogy befolyásolná a megoldási eredményeket:
A teljesítménymodulon belüli hőátadást a vezetés uralja, a konvekció és a sugárzás nagyon kis részt foglal el, így a belső hőátadás csak a vezetési hőleadást veszi figyelembe, a konvekciót és a sugárzást figyelmen kívül hagyja.
A teljesítménymodul és a külső környezet közötti hőátadást a természetes konvekció uralja, és van sugárzási hőleadás is, ezért figyelembe kell venni a természetes konvekciót és a sugárzási hőleadást.
Külső hőforrásként a napsugárzást használják.
A belső hőtermelő elem állandó hőforrásként működik, és a keletkező hő mennyisége nem változik a hőmérséklettel.
A hűtőborda rendszeren belüli komponensek hővezető képessége izotróp, és nem változik vagy változik a hőmérséklettel.
Az oldattartományon belüli levegő ideális gáz, és a tömeg és az erő hatásait figyelmen kívül hagyjuk.
A teljesítménymodul határai és fő paraméterei a következők:
Környezeti paraméterek A környezeti hőmérséklet 55 fok, a tengerszint feletti magasságot feltételezzük, a levegő tulajdonságai 55 fokos folyadék, természetes konvekciós hőleadás, a folyadék sebessége kisebb, mint 1.0 m/s, kültéri telepítési berendezés napsugárzással .
A teljesítménymodul méretei A termék külső méretei: 320 mm hosszú, 70 mm széles és 255 mm magas.
Megoldás tartomány meghatározása gravitációs negatív irány 510 mm, gravitációs irány 255 mm, vízszintes x irány 320 mm, vízszintes y irány 70 mm.
EnergiafelhasználásAz energiafelhasználás fő összetevőinek paraméterei a komponensek teljesítményfelvételének helyzeteloszlása szerint, állítsa be az alkatrésznek van sugárzó hőeloszlási jellemzői, a teljesítményfelvétel összetevőit az alábbi táblázatban, a helyzeteloszlást a jobb oldali ábra mutatja.
Anyagparaméterek A ház anyaga alumíniumötvözet, a nyomtatott áramköri lap FR-4, a hővezető anyag pedig a Gap-Pad VO Soft, a LORD 309 hővezető ragasztó és a Sil-Pad 900S. Az anyagok hővezető képességét az alábbi táblázat mutatja.
Hálós szimulációs modell
Konvergencia görbe (matematika)
Hőmérséklet profil
Szimulációs eredmények
Teljesítménymodul hőmérsékleti térelosztás
Hőtermelő berendezések hőmérsékletmező-eloszlása a teljesítménymodulon belül
4. eset ZTE EDFA modul
A ZTE Modul hőtechnikai tervezési előírásai és követelményei
1. ZTE EDFA moduldoboz térfogata: 120 * 100 * 17 mm
2. A rendszer szélsebessége 2,5 m/s, a szél iránya merőleges a csatlakozó irányára; a légelszívás teteje, a sz
Levegőellátás.
EDFA szivattyú száma: 2; fogyasztás: 6W8W
4. Környezeti hőmérséklet: maximum 65 fok
5. EDFA modul mindkét oldalon oldalsó panelekkel
A ZTE modul modul méretei
1. EDFA modul hőleadó bordák magassága 4 mm, szélsebesség 2,5 m/s, a modul mindkét oldalán oldallappal rendelkezik
2. Az EDFA modul vastagsága 17 mm, nincs hűtőborda, szélsebesség 2,5 m/s, mindkét oldalon oldalpanelek vannak.
3.Az EDFA modul hőleadó bordáinak magassága 4 mm, a szél sebessége 2,5 m/s, a modul mindkét oldalán nincs oldallap.
hőszimulációs adatok
