[原创]快速热设计软件MacroFlow应用实例

wlsh4143

[watermark]    这是一个典型的户外密闭通信柜系统，通讯柜的密闭是为了防止灰尘或是其他的污染物进入。因此这个通讯柜安装了一个热交换器，以使柜内的流体和外界冷却液体进行热传递。通讯柜里有九个板卡，板卡区域上方有一个过滤板负责整流气体。两个风扇组，每组有两个风扇，风扇组安装在板卡区的上方，左面的风扇组安装在左面四个板卡的上方，右面的风扇组安装在右面五个板卡的上方。风扇组和板卡过滤板之间有一个空间。热的空气经过风扇抽风进入热交换器。热交换器安置在右边机柜板和板卡隔板之间，经过降温的空气流入柜的底部而后进入板卡区进入再循环。
应用软件进行建模如下(背景图为通讯柜物理布局)：
[/watermark]

wlsh4143

模型表述：计算所用的单位软件已经设定好，如需要改动，用户可以自定义.。同时用户应该选择热传递的模型样式。板卡区域上方的穿孔板可以用屏蔽板元件表示。每个板卡通道的进口用带屏蔽的进口元件表示。
    每一个板卡通道用横截面是矩形的管子来表示，用户得定义流体特性。分段线性是用来定义压降和流体流量的关系。每个板卡的热散逸做为管子的热输入。虽然实质上只有板卡通道的表面有热散逸。板卡通道和热散逸的数量可以用热输入特性来表示。
    通过左面四个板卡通道的流体经由左面的风扇组流出，流经右面的板卡通道通过右面的风扇组流出。零阻力的管子只是用来连接管网，对流体的流动不产生影响。
    软件里的热交换器类型一般是由弯曲的两个管鳍组成，一个是热流体的通道一个是冷流体的通道。用户自定义时应该输入热交换器的管径和长度等几何参数。也可以选择软件元件库里标准的热交换器。热交换器的流量计算是以流体动力学和传热学公式为基础的。
  计算分析结果：
    MacroFlow软件分析出压力、流量、温度等要素在各个通道里的分配情况，在通讯柜里的流体分配情况主要是与各元件的阻抗和风机的特性有关。各个板卡通道的流量和输出温度可以以表格的形式得出。板卡通道的流量是和板卡的流阻有关的。柜内的流体分配由于风扇的合理安置而得到很好的平衡，在clearance区域，空气的横向流量是很少的，流经各个板卡通道的绝大部分空气都是经由置于正上方的风扇流出。柜内的温度是由冷却夜的温度和热传递特性所决定的。经分析得出，柜内的平均温度是24度，高于外界冷却流体的温度。柜内温度的最大最小值的误差仅有正负一度。可以得出通讯柜的layout是合理的，选择的热交换器和风扇的指标也是合理的。
    风扇失效的影响能够通过设定风扇的状态而达到检验的目的。失效后所造成的影响如流量的改变温度的改变都可以计算出来。
热交换器的特性设定对整个系统的影响，如冷却流体的温度改变，几何参数的改变对柜内流体流量和温度降低的影响都可以计算出来。
MacroFlow软件做为一种系统级的热设计软件，在概念设计和方案评估阶段，以及系统的整体设计方面都有着很广泛的用途。如果用它和CFD技术相结合对电子系统进行热设计，不但可以大大的缩短设计周期，还可以提高设计的准确性，提高热设计人员的工作效率。

wlsh4143

这是各个板卡通道的流量图

birdman

好东东，希望多介绍一些实例