Что такое тепловой расчет?
Тепловое проектирование можно определить как системный подход к проектированию, реализуемый на начальном этапе планирования теплообеспечения. Его суть заключается в использовании передовых программных инструментов для проведения комплексного компьютерного моделирования с конечной целью получения надежных теоретических данных. На практике этот метод начинается с определения ключевых переменных, влияющих на тепловые характеристики, таких как материал и конструктивные параметры радиаторов, конструкция каналов охлаждающих пластин, скорость вращения и расход воздуха вентиляторов, а также свойства материалов, интенсивность источника тепла и условия окружающей среды. Затем инженеры корректируют и задают эти разнообразные параметры в программном обеспечении для моделирования, создавая множество виртуальных сценариев, имитирующих реальные условия эксплуатации, например, проверяя влияние различных факторов. теплоотвод размеров на локальных температурах или изменение комбинации скоростей потока охлаждающей жидкости в пластины жидкостного охлаждения и рабочей мощности вентилятора для наблюдения за изменениями общей эффективности рассеивания тепла системы.
Цель теплового проектирования.
Целью теплового проектирования является выявление потенциальных рисков перегрева микросхемы и поиск оптимальных решений. Это включает в себя использование программных расчётов для поддержки прототипирования изделия, проверку результатов посредством финальных испытаний и дальнейшую оптимизацию на основе этих результатов. Однако многие инженеры, особенно новички, не понимают, зачем проводить тепловое проектирование и моделирование. Они часто начинают работать лишь для выполнения задач, не понимая предварительно целей и требований. Такой подход приводит к таким проблемам, как невыполнение необходимых условий или использование неверных методов, что приводит к значительным потерям времени. В конечном итоге, они могут даже усомниться в достоверности своих результатов. Таким образом, конечной целью теплового проектирования электронных изделий является постоянное совершенствование оптимального проектного решения посредством теоретических расчётов, имитационного анализа и экспериментальных испытаний. Это обеспечивает долгосрочную стабильную работу электронных изделий, предотвращая сбои в работе оборудования, вызванные перегревом компонентов.
Значимость и ценность теплового проектирования.
Другими словами, зачем нам нужно проводить тепловой расчетный анализ? Это в основном отражается в трех аспектах: снижение затрат, сокращение циклов исследований и разработок и повышение надежности и конкурентоспособности продукции. Снижение затрат, главным образом, проявляется в снижении затрат на обратный и обратный отбор проб и временных затрат на повторные испытания. Сократите цикл исследований и разработок, быстро проверьте решения по рассеиванию тепла (например, схему воздуховодов и выбор материалов) в виртуальных средах и сократите количество измерений. Некое предприятие увеличило время защиты от теплового разгона с 58 до 220 секунд с помощью моделирования, без необходимости повторного опытного производства. Повысьте надежность и конкурентоспособность продукции. Мы знаем, что если есть дефекты конструкции или проблемы с выбором, это приведет к ненормальной работе оборудования. Если мы сможем заранее понять дефекты конструкции, выявить термически слабые места электронных компонентов внутри оборудования, оптимизировать и улучшить их конструкцию, это значительно повысит надежность продукта в суровых условиях и повысит его конкурентоспособность.
Компания Walmate может помочь клиентам с расчетом теплоотвода.
Мы способны предоставлять клиентам услуги по тепловому проектированию радиаторыОбычно, когда заказчик выбирает чип, инженеры предоставляют нам его технические характеристики, например, тепловая мощность в ваттах. Затем наши инженеры проводят теоретические расчёты для определения подходящего решения по теплоотводу. Размер теплоотвода во многом определяется этими расчётами. Для чипов с высоким энергопотреблением мы часто рассматриваем решения с принудительной конвекцией. Напротив, для чипов с низким энергопотреблением обычно достаточно конструкций с естественной конвекцией. Благодаря этим теоретическим расчётам мы можем приблизительно определить необходимую длину, ширину, высоту и площадь поверхности теплоотвода. Затем мы моделируем различные скорости воздушного потока и давления, чтобы рассчитать максимальную температуру, которую может достичь чип в сочетании с разработанным теплоотводом. Этот теоретический подход к проектированию помогает заказчикам значительно сэкономить время и средства на разработку, избегая ненужных проб и ошибок с физическими прототипами.
Компания Walmate может помочь клиентам спроектировать тепловую систему жидкостного охлаждения.
Аналогичным образом мы можем также разработать тепловое решение, включающее пластины жидкостного охлаждения для клиентов. Когда чип клиента работает на чрезвычайно высоком уровне мощности, превышающем охлаждающую способность обычных радиаторов в сочетании с вентиляторМы используем пластины жидкостного охлаждения, используя высокую удельную теплоёмкость воды. Такая конструкция позволяет воде или охлаждающей жидкости циркулировать внутри пластины, эффективно передавая и рассеивая большое количество тепла: тепло, выделяемое кристаллом, поглощается охлаждающей жидкостью, которая затем откачивается водяным насосом для удаления накопленной тепловой энергии. При проектировании таких пластин жидкостного охлаждения мы исходим из теоретических требований к мощности, чтобы разработать подходящее решение, включая проектирование микроканалов непосредственно под кристаллом. Благодаря многократной корректировке параметров и моделированию мы можем достичь целевой температуры, указанной заказчиком. Такой подход также значительно экономит средства и время разработки. Поэтому тепловое проектирование имеет решающее значение при разработке пластин жидкостного охлаждения, особенно учитывая высокую стоимость производства таких компонентов. Используя программное обеспечение для моделирования и анализа, мы можем значительно сократить расходы на исследования и разработки, сделав процесс эффективным и экономически выгодным.
