Плита фундамента теплая: Шведская плита фундамент технология строительства и утепления. Пенополистирол для УШП

Содержание

Что такое фундамент «шведская плита»

Среди прочих видов плитных фундаментов несколько особняком стоит так называемая УШП – утепленная шведская плита. Впервые ее начали использовать в Скандинавии – а ее климат весьма близок к нашему. Затем УШП начала набирать популярность в Европе и Северной Америке. Шведская плита — это утепленный монолитный плитный фундамент малого заглубления. Главная особенность этой технологии в том, что всё основание дома базируется на слое утеплителя (под плитой).    

Под теплым домом грунт не промерзает и не пучинится. Такой фундамент пригоден для любых грунтов, при любой глубине залегания грунтовых вод.

Технология «шведской плиты» объединяет в себе устройство утепленной монолитной фундаментной плиты и возможность прокладки коммуникаций, включая систему водяного подогрева пола. Комплексный подход позволяет получить в короткие сроки утепленное основание со встроенными инженерными системами и ровный пол, готовый для укладки плитки, ламината или другого покрытия.

Монолитная плита в качестве фундамента получает все большее распространение при строительстве коттеджей. Для цельного жесткого основания, установленного под всем зданием, не представляют опасности движения грунта. Перемещения вместе с ним одновременно не вызывают концентрации напряжений в конструкции и не приводят к разрушению фундамента. Поэтому плита носит название «плавающая».

Достоинства утепленной шведской плиты

В технологическом процессе все коммуникации закладываются в фундамент. Утепленная шведская плита содержит водяной подогрев в монолитном полу, позволяющий не устанавливать на первом этаже радиаторы отопления. Трубы укладываются по всей площади, равномерно подогревая первый этаж здания. По обычным технологиям для теплого пола заливается стяжка, что в данном случае не требуется.- 

В течение зимнего времени грунт под домом не промерзает, и поэтому пучинистость отсутствует. По сравнению с обычными фундаментами, намного экономичней по энергозатратам является утепленная шведская плита.

Отзывы о ее качестве в этом отношении поступают только положительные. Несъемная утепленная опалубка дополнительно защищает дом от холода при атмосферных воздействиях. Коммуникации выводятся из-под пола в необходимых местах с точностью до сантиметров. Уложенные по периметру дренажные трубы обеспечивают отвод лишней влаги от УШП. Утепленная шведская плита должна находиться на сухом основании. Дренажные стоки собираются в отдельные емкости или сбрасываются в общую систему.- 

Проблемы, связанные с утепленной шведской плитой.

Основные трудности возникают преимущественно экономического характера. Высокая стоимость монтажа связана с затратами на материалы и высокими требованиями к квалификации изготовителей. Утепленная шведская плита своими руками не возводится, поскольку допущенные при строительстве ошибки в дальнейшем будет сложно исправить. Для небольших конструкций, например для бани, что-то подобное создать можно. Большие затраты при возведении фундамента впоследствии окупаются за счет последующих высоких показателей энергосбережения.

Поэтому утепленная шведская плита в конечном счете имеет оптимальное соотношение цены и качества. Небольшая толщина плиты требует применения высоких технологий и современных материалов. Еще неизвестно, сколько лет простоит утеплитель под фундаментом. Отсутствие подвального помещения также является недостатком конструкции. Но при дальнейшем росте ее популярности наверняка появятся альтернативные варианты с большими функциональными возможностями. Возможность ремонта инженерных сетей остается под вопросом, если они замурованы в фундамент. Утепленная шведская плита проверку временем выдерживает, если при ее возведении обеспечено европейское качество монтажа.

Фундамент с тёплым полом, утеплённая шведская плита

 

Вступление

При проектировании и строительстве частного дома нужно решать массу разнообразных задач. Одна из них, выбор системы отопления дома. Выбор сложный, причём осложнён разнообразием предложений и способов отопления частного дома. В этой статье рассмотрим один из интересных и технологичных вариантов отопления дома, утеплённый фундамент с теплым полом. Часто его называют фундамент УШП — утеплённая шведская плита.

Утеплённый фундамент с тёплым полом

Часто выбор системы отопления дома откладывают до завершения постройки самого дома. Когда дом уже стоит, выбирают тип отопления, подбирают оборудование и прорисовывают схему отопления по планировке.

Из-за широкого распространения, такой подход можно назвать традиционным. Проектирование таких домов упрощено, проект дома можно даже купить в готовом варианте. Затраты на строительство разбиты на этапы, что тоже удобно. Однако общая сумма завершённого строительства больше некоторых вариантов современных технологий строительства. Речь идёт о технологии утеплённого плитного фундамента с вмонтированной системой водяной тёплый пол.

По конструкции утеплённый фундамент с тёплым полом это бетонная плита, уложенная и обложенная со всех сторон плотным утеплителем. При строительстве фундамента, сразу делается дренажная система участка и дома. Это позволяет использовать его при высоком залегании грунтовых вод.

Также при устройстве фундамента в него укладывается система водяных тёплых полов. То есть уже на этапе строительства фундамента решаются две важные задачи комфортного проживания: отопление дома и его дренаж. Это снижает время полного строительного цикла, хотя, несколько увеличивает стоимость постройки.

Сразу обратим внимание, что УШП фундамент с тёплым полом требует индивидуального проектирования, на основе состояния почвы, глубины залегания грунтовых вод и нагрузки дома на фундамент. Кроме этого тёплый пол требует отдельного проектирования.

Этапы устройства УШП фундамента

Технология устройства фундамента с тёплым полом значительно отличается от традиционных ленточных фундаментов и тем более от современных свайных фундаментах.

Большое значение в устройстве УШП фундамента имеют подготовительные работы на грунте. Чтобы понять весь цикл строительства перечислим его этапы, основываясь на технологию строительства специализирующей компании ООО Реконст.

Этап 1.

Участок должен быть ровным. Верхний слой грунта, 300-400 мм нужно снять. В результате должна получиться ровная площадка для дальнейшего строительства.

Этап 2.

Разметка участка по проекту строительства.

Этап 3.

Участок строительства должен быть несколько выше прилегающей территории. Для этого на участок подсыпается и выравнивает слой песка.

Этап 4.

На участке по проекту проводится устройство канализации дома и дренажа участка. Точки вывода канализации в доме и точки ливневой канализации должны быть готовы.

Этап 5.

Теперь специфический этап устройства плитного фундамента. Специальной трамбовочной машиной производится трамбовка песка с его шлифовкой. Трамбовка проводится в виброрежиме с поливкой песка водой.

Этап 6.

По проекту устанавливается опалубка, съёмная и несъемная. Делается обратная засыпка опалубки.

Этап 7.

По площадке строительства укладываются слои: геотекстиля, гидроизоляции и жёсткого утеплителя из экструдированного полипропилена. Последний не вступает в реакцию с цементным растворами.

Этап 8.

Поверх утеплителя производится укладка армирующей сетки или арматуры, ячейками 100 на 100 мм.

Этап 9.

Уложенная арматура будет служить базой для укладки труб водяного тёплого пола. Трубы укладываются по проекту с выводом труб к местам установки коллекторов тёплого пола. В местах прохода труб через перегородки ставятся гильзы. Коллекторов может быть несколько.

Этап 10.

Завершающим этапом, заливается бетон на подготовленную площадку, создавая фундамент с тёплым полом.

В итоге получается готовый фундамент под дальнейшее строительство. В фундаменте уже сделана система отопления дома. Также завершены этапы устройства внутридомовой и ливневой канализации.

    

Вывод

Утеплённый фундамент с тёплым полом несомненно является технологией быстрого и комфортного строительства. Однако делать Утеплённый фундамент нужно только по индивидуальному проекту с учётом всех особенностей участка и будущего дома.

©obotoplenii.ru

Еще статьи

 

Похожие статьи

Преимущества и недостатки фундамента “Утепленная шведская плита”

УДК 69

Бедник Владислав Сергеевич1, Акобян Геворг Ваникович1
1Северо-Кавказский Федеральный Университет, магистрант


Аннотация
В данной работе рассматриваются такие понятия, как фундамент, утепленный фундамент, виды фундаментов, преимущества и недостатки фундамента «утепленная шведская плита».

Ключевые слова: строительство, утепленная шведская плита, фундамент


Bednik Vladislav Sergeevich1, Аkobyan Gevorg Vanikovich1
1North-Caucasian Federal University, master degree student


Abstract
This paper discusses such concepts as the foundation, insulated foundation, foundation types, advantages and disadvantages of the foundation «Insulated Swedish stove».

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Бедник В.С., Акобян Г.В. Преимущества и недостатки фундамента «Утепленная шведская плита» // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2016/12/76745 (дата обращения: 16.01.2022).

В настоящее время строительство малоэтажных частных домов становиться все более и более актуальнее. Люди хотят жить на своем участке земли и в собственном доме. Но не все готовы ждать несколько лет, а порой и десятки лет, для постройки собственного дома. Поэтому люди часто прибегают к покупке быстро возводимых домов из деревянного каркаса. Но не один дом не может обойтись без фундамента. Один из таких фундаментов и будет рассмотрен в данной статье.

Для начала ответим на вопрос, что же такое фундамент? Фундамент–подземная часть здания воспринимающая и передающая нагрузки на грунт основания. Существует большое количество видов фундаментов: ленточный, свайный, монолитный и  т. д.

Утепленная шведская плита (УШП) подходит по описание монолитного фундамента, по причине того что он располагается под всем зданием и заливается монолитом, а не собирается, из отдельных железобетонных изделий. И так, что же такое УШП и что ее отличает от других видов фундаментов. Утепленная шведская плита — малозаглубленный фундамент, под которым расположен слой утеплителя. При сооружении этого типа фундамента создается дренажная система, позволяющая отвести грунтовые воды от утеплителя, который не позволяет грунту пучиться и принимает на себя нагрузку от строения. В «шведскую плиту» на этапе монтажа встраиваются коммуникации и система обогрева «теплый пол». Массив фундамента является и тепловым аккумулятором для дома. Теперь об ее отличиях, во первых, само название уже несет в себе одно из основных отличий данного фундамента от других, вся плита покрывается утеплителем. Это исключает влияние перепадов температуры почвы на основание строения. Так как промерзание грунта под самим домом незначительное, риски его подвижек существенно снижаются.
Следующей отличительной чертой является, то что все коммуникации уже проложены в фундаменте, т.е. (канализация, водо и электроснабжение). Гладкая поверхность плиты дает возможность использовать эту поверхность как черновой пол, а так как вся поверхность утеплена, то полы будут достаточно теплыми, без дополнительных утеплительных систем. Так же плита может быть возведена практически на любом грунте, для ее возведения иногда достаточно снять растительный слой грунта, но в ряде случаев, при низкой несущей способности грунтов  необходимо снимать значительный слой грунта и утрамбовывать его виброкатком или виброплитой. На рисунке 1 показана схема-разрез УШП.

Рисунок 1. Схема–разрез утепленной шведской плиты.

К преимуществам такого фундамента можно отнести следующие характеристики:

1. Удобство конструкции;

2. Наличие всех коммуникаций в ней;

3. Пропадает необходимость возведения чернового пола;

4. УШП- фактически готовый нулевой цикл;

Недостатки такой конструкции:

1. Высокая трудоемкость;

2. Высокая стоимость выполнения работ по монтажу, так например винтовые сваи обойдутся дешевле;

3. Имеются нюансы по устройству коммуникаций и рельефности участка;

4. Подвержены рискам пучения и неравномерной  осадки так как они находятся в неблагоприятной зоне грунтов с невысокой несущей способностью, а также  в зоне промерзания, т.к. они не углубляются несущей основой на глубину промерзания.

И так, рассмотрев данный тип фундамента можно сделать вывод о том, что как и любой конструкции у него есть свои преимущества, но и недостатки. Применение данного вида фундамента обуславливается в первую очередь необходимость возводить такую конструкцию, а так же от материальных ресурсов отдельно взятого заказчика.



Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Бедник Владислав Сергеевич»

УШП фундамент под ключ | Мастер УШП

Стоимость строительства

фундамента УШП «под ключ».

 

В зависимости от веса дома, несущей способности грунта и уклона в пятне застройки мы подберем  для вас подходящий вариант утепленного фундамента.

Классическая УШП:

Подходит под большинство типов домов (каркасные дома, брусовые дома, дома из газоблока) в зависимости от величины нагрузок меняется только ширина/высота ребра и диаметр арматуры.

Усиленная УШП:

Подходит под тяжелые каменные дома, и для грунтов с низкой несущей способностью, в отличии от классической распределяет нагрузку всем пятном застройки.

Стоимость монтажа плиты под ключ:

  • Площадь до 80 кв. м – 7500-9000 руб/ м2

  • Площадь 80-120 кв. м – 6500-7500руб/ м2

  • Площадь 120-160 кв. м – 6000-6500руб/ м2

  • Площадь >170 кв. м – 5500-6000руб/ м2

Стоимость монтажа плиты под ключ:

  • Площадь до 80 кв. м – 8000-9000 руб/ м2

  • Площадь 80-120 кв. м – 7000-8000руб/ м2

  • Площадь 120-160 кв. м – 6000-7000руб/ м2

  • Площадь >170 кв. м – 5800-6500руб/ м2

Утепленная финская плита УФФ:

Подходит под все типы домов. Преимущество перед УШП в высоком цоколе, позволяет строить на участках с большим уклоном.

Стоимость монтажа плиты под ключ:

  • Площадь до 80 кв. м – 8000-9000 руб/ м2

  • Площадь 80-120 кв. м – 6500-7500руб/ м2

  • Площадь 120-160 кв. м – 6000-6500руб/ м2

  • Площадь >170 кв. м – 5500-6000руб/ м2

УШП 2.0 Супергрунд: 

Самый энергоэффивный тип фундамента, ленточная часть отделена от стяжки пола, среднее между УШП и УФФ.

Стоимость монтажа плиты под ключ:​

  • Площадь до 80 кв. м – 7500-9000 руб/ м2

  • Площадь 80-120 кв. м – 6500-7500руб/ м2

  • Площадь 120-160 кв. м – 6000-6500руб/ м2

  • Площадь >170 кв. м – 5500-6000руб/ м2

Что входит в цену под ключ:
— выбор конструкции фундамента в зависимости от нагрузок и типа грунта и ваших пожеланий по высоте цоколя.
— составление смет на работы и материалы,
— разметка, вынос осей,
— земляные работы,
— устройство разделительного слоя из геотекстиля,
— устройство дренажа по периметру (при необходимости),
— устройство песчано-гравийной подушки,
— устройство ввода воды и электричества,
— разводка канализации,
— укладка утеплителя, монтаж L-блоков
— раскладка труб водоснабжения,
— монтаж гидроизоляции из ПВХ-пленки,
— устройство опалубки,
— армирование,
— монтаж теплого пола и опрессовка,
— укладка бетона с вибрированием,
— уборка мусора,
— аренда спецтехники, экскаватор, бетононасос (при необходимости),
— все необходимые инструменты и расходники,
— закуп и доставка всех материалов.

Так же мы можем выполнить монтаж с вашими материалами.

Мы делаем расчет, вы закупаетесь, доставляете на объект и мы монтируем фундамент в течении 2-3х недель. Стоимость работ без учета спецтехники 1500-2000р за м2.

Дополнительно вы можете заказать:
 

Теплая отмостка: 350-500 р/м2

— Укладка утеплителя

— Укладка армирующей сетки

— Монтаж опалубки

— Бетонирование

Монтаж септика 15-20 т/р

Монтаж кессона 10-15 т/р

Планировка участка

Обустройство заезда (укладка трубы, геотекстиль, отсыпка с трамбовкой) 300 р/м2,

Прокладка коммуникаций, дренаж участка.

Устройство теплой отмостки — это необходимый элемент технологии, исключающий попадание дождевых и талых вод под фундамент и последующего нежелательного пучения. Мы исключили этот пункт из общей технологии, чтобы Вы могли выбирать время, в которое хотите заниматься ливневым водоотведением. Отмостку можно сделать сразу, осенью или в следующий сезон. 

Печатный бетон: работа — 800 р/м2, работа + материалы 1300 р/м2

(прочное декоративное покрытие сразу после бетонирования фундамента) на верандах, террасах, крыльцах, отмостке и заезде в гараж: 

— Подготовка только-что уложенного бетона

— Топинг (краска + пластификаторы)

— Штампование

— Промывка изделия

Обустройство печатным бетоном парковок, дорожек и т. д.: работа + материалы 1800 р/м2

— Устройство подушки

— Монтаж опалубки

— Бетонирование

— Подготовка только-что уложенного бетона

— Топинг (краска + пластификаторы)

— Штампование

— Промывка изделия

Инструмент который мы используем

Нагреватель основания или плиты | Пайпер Продукты

ПРИЛОЖЕНИЕ

Серия

SBH — это самовыравнивающиеся нагреватели и диспенсеры для тарелок и термоудерживающие устройства (наша восковая основа Diamond D-8000), используемые в системах нанесения лотков. Регулируемый термостат делает устройство совместимым для низких и высоких температур.

Только оборудование Piper имеет преимущества технологии FoodSafe и сертифицировано. Это гарантирует, что ваша еда хранится «вне ОПАСНОЙ ЗОНЫ». Порча пищевых продуктов происходит в основном из-за резкого ускорения бактериологической активности в пределах 40F-140F «ЗОНА ОПАСНОСТИ».»

Благодаря технологии FoodSafe температура горячей пищи дольше остается выше 140°F, а температура холодной пищи ниже 40°F. Оба являются ключевыми факторами в соблюдении требований HACCP и борьбе с пищевыми патогенами.

СТАНДАРТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  • Прочная конструкция из нержавеющей стали 304 с высоким содержанием никеля 18-8
  • 5-дюймовые поворотные ролики
  • Бампер по всему периметру входит в стандартную комплектацию
  • 3200 Вт преобразованного тепла принудительного воздуха для более быстрого нагрева (с термостатическим контролем)
  • Регулируемый термостат
  • Конструкция уплотнения крышки без уплотнений для сохранения тепла
  • Самовыравнивающийся пружинный дозатор, регулируемый в полевых условиях, обеспечивает легкий доступ к основаниям и пластинам
  • Конфигурации с двумя и тремя силосами
  • Вмещает 90 или 135 восковых основ Diamond серии D — количество других конфигураций баз может варьироваться
  • Защитный кожух внешнего контроля
  • Крышка без петель
  • Вешалки для крышек

СТРОИТЕЛЬСТВО

Наружная часть должна быть изготовлена ​​из нержавеющей стали 18-8 с высоким содержанием никеля 304, рама изготовлена ​​из 18-го калибра, боковые и передняя панели изготовлены из 20-го калибра, задняя панель изготовлена ​​из 16-го калибра, а основание изготовлено из 14-го калибра. калибр с усилением рамы «H» из формованного швеллера «U».Должны быть доступны две (2) и три (3) модели силоса. Каждая трубка должна вмещать примерно 45 оснований или пластин.

Полностью изолированные крышки должны быть изготовлены из нержавеющей стали 16 калибра без прокладок. Крышки не имеют шарниров и во время работы могут подвешиваться на кронштейнах.

Бампер по всему периметру с нижним усиливающим кронштейном из нержавеющей стали, обеспечивающим длительную эксплуатацию в тяжелых условиях, и 5-дюймовые нецарапающие поворотные колеса из полиуретана (2 с тормозами) входят в стандартную комплектацию.

Система отопления должна представлять собой конструкцию с принудительной конвекцией воздуха, которая обеспечивает равномерную циркуляцию перегретого воздуха с термостатическим управлением через полностью изолированный шкаф. Блок двойного напряжения должен быть рассчитан на потребление 3200 Вт при 240 В при 13,5 А и 3000 Вт при 208 В при 14,5 А.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Термостатический контроль для поддержания температуры основания в 225°F. Система отопления рециркулирует горячий воздух по горизонтали, чтобы обеспечить быстрый и эффективный нагрев оснований.Полный прогрев оснований осуществляется за 75-90 минут.

Первоначальный нагрев полностью загруженного устройства должен составлять приблизительно 2 часа или меньше, а циклы повторного нагрева должны составлять 1-1/2 часа в зависимости от конструкции восковой основы.

Тепловые кровати в 3D-печати — Преимущества и оборудование — Boots Industries

Зачем использовать грелку?

Тепловые кровати используются, потому что они значительно улучшают качество печати , сохраняя температуру экструдированного пластика и, таким образом, предотвращая деформацию.Деформация является распространенным состоянием, вызванным охлаждением пластика на краях детали с неравномерной скоростью по сравнению с пластиком внутри детали. В результате углы деформируются и деформируют вашу модель.

Плоты — это эффективная стратегия «без нагревательного слоя», позволяющая справиться с короблением, когда нагревательный слой недоступен.

В прошлом для предотвращения коробления использовались такие методы, как плот (построение деталей поверх «плота» материала, который больше, чем конечная деталь на поверхности сборки) для предотвращения коробления за счет увеличения площади поверхности детали (и увеличения это адгезия — таким образом борьба с короблением).

Изготовленные из плота мышиные уши — это умный и эффективный метод, позволяющий убедиться, что углы ваших отпечатков надежно закреплены на платформе и не будут подниматься. Хотя они обеспечивают лучшую адгезию за счет увеличения площади поверхности, на которой ваша деталь может цепляться за платформу, они не на 100% эффективны без нагревательной платформы . Иногда силы искривления просто слишком велики и могут преодолеть мышиные уши.

Нагревательные столы предотвращают этот эффект коробления, поддерживая деталь в тепле в течение всего процесса печати, что поддерживает температуру материала при температуре деформации при нагревании или выше (температура, при которой он становится ковким). Нахождение деталей в зоне теплового отклонения гарантирует, что деталь останется плоской на печатной платформе. В этой статье будут рассмотрены нагревательные столы в сочетании с другими инструментами для повышения адгезии, чтобы повысить вашу способность бороться с нежелательными эффектами и улучшить качество печати.

В следующем видеоролике показано, что происходит, если на стекло не наносится нагревательный слой и клей. На нем показано, что обычно может произойти при печати на неклейкой платформе без нагревательного стола — Катастрофа!

Нет нагревательной платформы, печать прилипла к экструдеру.Стихийное бедствие! Клей не используется; драматический результат и потраченный впустую PLA! Существует несколько типов нагревательных кроватей и нагревательных элементов. В частности, мы обсуждаем нагреватель для печатных плат, нагреватель из полиамидной пленки (каптоновый пленочный нагреватель) и нагреватель с алюминиевым покрытием. Более полный список типов обогревателей вы можете найти здесь.

 

Типы подогреваемой кровати

Независимо от того, какую нагревательную платформу вы используете, обычно следует использовать эти температуры (точки теплового отклонения) для PLA и ABS:

ПЛА 50-60°С
АБС 100-110°С

Тепловая платформа для печатных плат

Нагревательный стол MK2A (200 мм x 200 мм) является хорошим примером нагревательного элемента на печатной плате.Эти тепловые кровати используются во многих 3D-принтерах и в нашей собственной (Rostock V1.0) из-за их высокой производительности и доступности. Эта конкретная нагревательная кровать имеет 2 встроенных светодиода и встроенный резистор, что делает ее более «подключи и работай» по сравнению с другими решениями.

Как правило, вы можете рассчитывать на простую и чистую установку этих нагревательных матрасов благодаря 5 отверстиям, доступным для выравнивания и установки. Для них требуется небольшой вертикальный зазор по сравнению с листом из нержавеющей стали, на котором установлены резисторы в алюминиевой оболочке, и они обеспечивают равномерное распределение тепла.Минусы в том, что они могут медленно нагреваться, особенно при использовании с другой поверхностью, такой как стеклянная панель.

Каптоновый (полиамидный) пленочный нагреватель

Лента

Kapton или полиамид хорошо известна как лента для печатных поверхностей из-за ее термостойкости, гладкой поверхности и высокой адгезии к PLA. Теперь подумайте о двух полиамидных пленках с зажатым между ними нагревательным элементом, теперь у вас есть полиамидный пленочный нагреватель. Очевидно, что они очень тонкие, легко устанавливаются с клейкой задней частью, надежны и очень быстро нагреваются.Они имеют встроенный термистор и, в отличие от нагревательного слоя на печатной плате, имеют неограниченное разнообразие форм. По этим причинам именно этот тип фольги нагревателя мы используем в нашем последнем 3D-принтере (BI V2. 0).

Нагреватели в алюминиевой оболочке

Этот тип нагревателей очень эффективен и недорог, но требует больше этапов установки, чем два последних источника тепла, которые мы обсуждали. На самом деле, их необходимо привинтить к поверхности, обычно к пластине из нержавеющей стали или алюминия.Затем электрическая цепь должна быть дополнена термистором и изолятором, если у вас есть какие-либо чувствительные к температуре элементы под печатной платой. Наконец, также рекомендуется использовать термопасту между плакированным нагревателем и нагреваемой поверхностью.

Поверхность для использования с обогревателями

Все источники тепла, упомянутые в этой статье, обычно нуждаются в дополнительной поверхности для сохранения качества и целостности нагревательного элемента с течением времени или для обеспечения защиты в случае столкновения с хотэндом.Очевидно, что алюминиевые нагреватели всегда используются вместе с поверхностью.

Рекомендуемая поверхность печати для использования с нагревателем из печатной платы или полиамидной пленки представляет собой боросиликатное стекло или, если оно недоступно, закаленное стекло. Для нагревательного слоя печатной платы мы рекомендуем использовать каптоновую ленту или использовать сверху тонкое стекло (2 мм).

Малярная лента и каптоновая лента

В дополнение к поверхности с подогревом большинство пользователей столкнется с тем, что для правильного прилипания PLA или ABS требуется какой-либо вид клея или метод.Здесь в игру вступает каптоновая лента, малярная лента, клей или лак для волос.

Малярная лента является идеальным продуктом для печати АБС-пластиком с нагревательным слоем, поскольку ее текстурированная поверхность увеличивает адгезию. Мы использовали его с разной степенью успеха, и другие также сообщают об отличных результатах.

Что касается PLA, наш опыт показывает, что он плохо прилипает к нагретой малярной ленте, а сама малярная лента плохо прилипает к стеклу при нагревании. Однако мы обнаружили, что PLA очень хорошо прилипает к ленте Kapton, которая обычно накладывается так, чтобы покрыть всю область печати.Каптоновую ленту необходимо периодически заменять, и этот процесс может быть утомительным. Чтобы устранить это препятствие, вы можете купить каптоновую ленту в более широких рулонах, что означает, что вам нужно накладывать меньшее количество полос на область печати, чтобы полностью покрыть ее.

Лаки для волос и клеи

Клеи часто используются для того, чтобы ваш отпечаток «прилипал» к поверхности печати. Самый распространенный клей, который мы видели, — это типичный клей-карандаш для искусства и ремесел (Elmers). Этот метод хорошо работает с ABS в сочетании с малярным скотчем.

В отделе PLA мы предпочитаем использовать лак для волос на стеклянной поверхности. Стеклянная поверхность действительно плоская и обеспечивает действительно гладкую поверхность для наших деталей. Еще одно преимущество лака для волос заключается в том, что его можно нанести за несколько секунд, и обычно он образует тонкую пленку, которая снимается вместе с напечатанной частью или легко соскабливается стамеской по дереву или подобным инструментом. Иногда мы используем влажную тряпку, чтобы удалить остатки лака для волос с нижней стороны деталей, когда это нежелательно по эстетическим соображениям.

Что мы рекомендуем

В сочетании со стеклянной поверхностью мы рекомендуем нагревательный стол из печатных плат или полиамидный пленочный нагреватель. Для PLA мы всегда наносим тонкий слой лака для волос, и до сих пор эта простая комбинация давала отличные результаты.

Exclusive M4 LED двойной алюминиевый фонарь

Описание продукта

Щелкните Изображение, чтобы просмотреть дополнительные изображения и технические характеристики. Купите 10 штук на SKU и сэкономьте 10%.

  • Для тех, кто хочет МНОГО света! В два раза больше света стандартной лампочки
  • Эксклюзивный продукт для M4. Новая версия меньше по размеру, ярче и потребляет еще меньше энергии благодаря сверхэффективным светодиодам Samsung.
  • Поставляется с базовыми адаптерами BA15s (одиночный круглый контакт) и T10 (клиновой)
  • Двойные алюминиевые пластины
  • отводят тепло от задней части светильника и клейкой ленты.
  • Очень липкая вспененная клейкая лента предварительно установлена.Вам нужна относительно плоская область размером 2,5 x 1,25 дюйма, чтобы приклеить их.
  • Передняя алюминиевая пластина
  • представляет собой теплоотвод для долговечности светодиодов.
  • 48 Яркие светодиодные чипы Samsung 5630 SMD, направленные точно в нужном вам направлении.
  • 10–30 В, неполярная схема для защиты от скачков напряжения и старения регуляторов напряжения
  • Важная информация о люменах и светоотдаче

Этот номер детали относится к теплому белому цвету 3200k.Если вы предпочитаете натуральный белый 4500k, выберите артикул ALPLATE-48-5630-NW или холодный белый 6000k артикул ALPLATE-48-5630-CW.

Технические характеристики
Артикул АЛПЛАТЕ-48-5630-WW
Цвет по Кельвину 3200
Расчетные люмены расчет более 1600, но см. индекс видимого света
Выход видимого света +2X видимый свет как 921 или 1141
Ампер на 12.8 В пост. тока (Fluke Actual) < 0,22
Номинальное напряжение 10–30 В постоянного тока (или переменного тока)
Полярность Неполярность
Общая длина 2 1/2 дюйма
Общая ширина (или диаметр) 1 1/4″
Общая высота 3/8″

 

 

(PDF) Исследование коэффициента теплопередачи естественной конвекции на протяженных вертикальных опорных плитах

Энергетика и энергетика, 2011, 3, 174-180

doi:10.4236/epe.2011.32022 Опубликовано в Интернете в мае 2011 г. (http://www. SciRP.org/journal/epe)

Copyright © 2011 SciRes. EPE

Исследование естественной конвекции теплообмена

Коэффициент на удлиненных вертикальных опорных плитах

Махди Фахиминия1, Мохаммад Махди Насерян2, Хамид Реза Гошайеши1, Давуд Маджидиан3

1Кафедра машиностроения, Мешхедский филиал, Исламский университет Азад, Иран 9005

2 Клуб молодых исследователей, Мешхедский филиал, Исламский университет Азад, Мешхед, Иран

3 Факультет системной инженерии, Политехнический институт и государственный университет Вирджинии, США

Электронная почта: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Поступила в редакцию 21 декабря 2010 г.; пересмотрено 8 апреля 2011 г.; принята 15 апреля 2011 г.

Реферат

В данной работе проведен расчетный анализ ламинарной естественной конвекции на вертикальных поверхностях

. Естественная конвекция наблюдается, когда в жидкости, находящейся под действием гравитационного поля

, существуют градиенты плотности. Наш пример этого явления — нагретая вертикальная пластина, выставленная на воздух, который на расстоянии

от пластины неподвижен.Моделирование CFD выполняется с использованием программного обеспечения Fluent. Управляющие уравнения решаются с использованием метода конечных объемов. Связь между скоростью и давлением осуществляется с помощью алгоритма

SIMPLE. Полученная система дискретизированных линейных алгебраических уравнений решается с помощью неявной схемы переменного направления. Затем на поверхность

накладывают различные конфигурации прямоугольных ребер и изучают коэффициент теплопередачи естественной конвекции на этих безнаклонных поверхностях и, наконец, проводят оптимизацию

.

Ключевые слова: естественная конвекция, вертикальные поверхности, простой алгоритм, прямоугольные ребра

1. Введение

В этом документе естественная конвекция рассматривается как результат движения жидкости, вызванного градиентом плотности. Радиатор, который используется для обогрева дома,

пример практичного оборудования для естественной конвекции.

Движение жидкости, будь то газ или жидкость, при естественной

конвекции вызывается выталкивающей силой из-за уменьшения плотности

у поверхностей в процессе нагрева.Когда

внешняя сила, такая как гравитация, не действует на жидкость

, не будет выталкивающей силы, и механизм

будет проводящим. Но гравитация — не единственная сила, вызывающая естественную конвекцию. Когда жидкость заключена в

вращающейся машине, на нее действует центробежная сила

и если одна или более поверхностей с большей или меньшей

температурой, чем у жидкости, соприкасаются с жидкостью

, будут наблюдаться естественные конвекционные потоки.Жидкость

, примыкающая к вертикальной поверхности с постоянной температурой

, температура жидкости меньше температуры поверхности

, образует скоростной пограничный слой.

Профиль скорости в этом пограничном слое полностью

отличается от профиля скорости в вынужденной конвекции.

Скорость на стене равна нулю из-за отсутствия скольжения.

Затем скорость возрастает и достигает своего максимума, а

окончательно становится равной нулю на внешней границе скорости

пограничного слоя.Поскольку фактором, вызывающим

естественную конвекцию, является градиент температуры, то возникает и нагревающий пограничный слой. Профиль температуры также имеет

такое же значение, как и температура стенки из-за отсутствия

скольжения частиц по стенке, а температура частиц снижается по мере приближения к внешней границе

температурного пограничного слоя и она достигла бы температуры

далекой жидкости. Начальное расширение пограничного

слоя ламинарное, но на расстоянии от возвышающейся

кромки, в зависимости от свойств жидкости и перепада

температуры стенки и окружающей среды, будут образовываться

завихрения и движение в турбулентную зону будет запущено

.

Однако имеется относительно мало информации о влиянии сложной геометрии на

естественную конвекцию.

Проведены многочисленные экспериментальные [1-4] и численные [5] исследования

радиаторов с прямоугольными ребрами [1].

Со времени новаторской экспериментальной работы Рэя в 1920 году

естественная или свободная конвекция превратилась в одну из

наиболее изучаемых тем в области теплопередачи. Джофре и Баррон

получили данные для передачи тепла воздуху от вертикальной протяженной поверхности

[2].При RaL = 109 они отметили улучшение среднего числа Нуссельта примерно на 200%

%PDF-1,4 % 351 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 351 81 0000000016 00000 н 0000002555 00000 н 0000002702 00000 н 0000003415 00000 н 0000003560 00000 н 0000003708 00000 н 0000004300 00000 н 0000004758 00000 н 0000005309 00000 н 0000005584 00000 н 0000005838 00000 н 0000006116 00000 н 0000006685 00000 н 0000006799 00000 н 0000006911 00000 н 0000007027 00000 н 0000007304 00000 н 0000007699 00000 н 0000007728 00000 н 0000007849 00000 н 0000008026 00000 н 0000008053 00000 н 0000008523 00000 н 0000008700 00000 н 0000008797 00000 н 0000008980 00000 н 0000009077 00000 н 0000009425 00000 н 0000009452 00000 н 0000054726 00000 н 0000098436 00000 н 0000141340 00000 н 0000183980 00000 н 0000228164 00000 н 0000270765 00000 н 0000271129 00000 н 0000271397 00000 н 0000271776 00000 н 0000271940 00000 н 0000315430 00000 н 0000360355 00000 н 0000360425 00000 н 0000360513 00000 н 0000366208 00000 н 0000366499 00000 н 0000366858 00000 н 0000366928 00000 н 0000367016 00000 н 0000374551 00000 н 0000374843 00000 н 0000380916 00000 н 0000389471 00000 н 0000393782 00000 н 0000394244 00000 н 0000394377 00000 н 0000394510 00000 н 0000394642 00000 н 0000394775 00000 н 0000396185 00000 н 0000396492 00000 н 0000396724 00000 н 0000396968 00000 н 0000436881 00000 н 0000436920 00000 н 0000472739 00000 н 0000472778 00000 н 0000523486 00000 н 0000523525 00000 н 0000570240 00000 н 0000570279 00000 н 0000612645 00000 н 0000612684 00000 н 0000612762 00000 н 0000613056 00000 н 0000613134 00000 н 0000613431 00000 н 0000694881 00000 н 0000698092 00000 н 0000767325 00000 н 0000002373 00000 н 0000001955 00000 н трейлер ]/Предыдущая 1372608/XRefStm 2373>> startxref 0 %%EOF 431 0 объект >поток hb«0b`x#1130p`[email protected]$`bXyL3eaN. VWVMzƖ бКТ` `w

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ С ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИЕЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ, НАКЛОННЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ НАГРЕВАЕМЫХ ПЛАСТИНАХ С ПОМОЩЬЮ V-FIN RAY

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ, НАКЛОННЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ НАГРЕВАЕМЫХ ПЛАСТИНАХ С ПОМОЩЬЮ V-FIN RAY

Международный научный журнал Research, Volume 5, Issue 6, June-2014 1366

ISSN 2229-5518

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА С ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИЕЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ, НАКЛОННЫХ И ВЕРТИКАЛЬНЫХ НАГРЕВАЕМЫХ ПЛАСТИНАХ С ПОМОЩЬЮ V-FIN RARE

Рамешвар Б.Хаготе, Сачин К. Дахаке.

Реферат. Расширенные поверхности, широко известные как ребра, используются для улучшения конвективной теплопередачи в широком диапазоне инженерных приложений и предлагают экономичное и безотказное решение во многих ситуациях, требующих естественной конвекционной теплопередачи. Массивы ребер на горизонтальных, наклонных и вертикальных поверхностях используются в различных инженерных приложениях для отвода тепла в окружающую среду. Поэтому исследования теплопередачи и потока жидкости, связанные с такими массивами, имеют большое инженерное значение.Основными управляющими переменными, обычно доступными для проектировщика, являются ориентация и геометрия массивов ребер. Уже проведены экспериментальные работы по естественной конвекции вблизи вертикальной нагреваемой пластины с несколькими V-образными перегородками (ребрами) в окружающем воздухе. Развитие пограничного слоя делает вертикальные ребра неэффективными в улучшении теплопередачи. По сравнению с обычными вертикальными ребрами эта перегородка V-образного типа работает не только как расширенная поверхность, но и как турбулизатор потока.Эта перегородка V-образного типа компактна и, следовательно, очень экономична. Численный анализ этого метода выполнен с использованием программного обеспечения Computational Fluid Dynamics (CFD), Ansys CFX, для естественной конвекции рядом с вертикальной нагретой пластиной в окружающем воздухе. При численном анализе угол V-образного ребра оптимизирован для достижения максимального среднего коэффициента теплопередачи. Предпринимаются попытки подтвердить результаты, полученные с помощью анализа CFD, экспериментальным путем. Экспериментальные исследования проводились на трех геометрических ориентациях, а именно., (a) Вертикальное основание с массивом V-образных ребер (вертикальный массив ребер) (b) Горизонтальное основание с массивом V-образных ребер (массив горизонтальных ребер), (c) Наклонное основание с массивом V-образных ребер (наклонный массив ребер).

Ключевые слова — ребра V-образного типа, турбулизатор потока, ориентация опорной плиты, V-образная разделительная пластина, CFD-анализ, численный анализ.

——————————  ——————————

Ребра используются для улучшения конвективной теплопередачи в широком диапазоне инженерных приложений и предлагают практические средства для достижения общая площадь поверхности теплопередачи без использования чрезмерного количества первичной площади поверхности.Ребра обычно применяются для управления теплом в электроприборах, таких как компьютерные блоки питания или трансформаторы подстанций. Другие области применения включают охлаждение двигателей внутреннего сгорания, например, ребра автомобильного радиатора. Важно предсказать распределение температуры внутри ребра, чтобы выбрать конфигурацию, обеспечивающую максимальную эффективность.
Теплообмен естественной конвекцией часто увеличивается за счет наличия прямоугольных ребер на горизонтальных или вертикальных поверхностях во многих электронных устройствах, двигателях и трансформаторах.Текущей тенденцией в электронной промышленности является миниатюризация, что делает проблему перегрева более острой из-за уменьшения площади поверхности, доступной для отвода тепла.
Таким образом, теплопередача от реберных решеток была тщательно изучена как аналитически, так и экспериментально.

Sane et al. (2008) установили соответствие между экспериментальными результатами и результатами, полученными с помощью программного обеспечения CFD для горизонтальной решетки ребер с прямоугольным вырезом, рассеивающей тепло за счет естественной конвекции. Коэффициент находится в пределах 5%.Замечено, что общий тепловой поток, а также коэффициент теплопередачи увеличиваются по мере увеличения глубины надреза. Поскольку площадь, удаленная от ребра, компенсируется на входных концах ребра, это дает возможность получить большее количество свежего холодного воздуха (засасываемого в массив через единую схему дымохода) для контакта с горячей поверхностью ребра. По мере продвижения воздуха
внутрь по профилю дымохода он нагревается и разница температур между оребрением и поступающим воздухом уменьшается.Таким образом, эта область ребра (около его продольного центра) становится относительно менее полезной для теплопередачи. Теперь, когда эта площадь удалена и добавлена ​​в месте, где она более полезна для теплопередачи, теплопередача увеличивается, а вместе с ней и коэффициент конвективной теплопередачи. Анализ CFD был выполнен для двух случаев, а именно (а) Реберная решетка без надрезов и (б) Ребристая решетка с вырезом 20 % и 40 % площади. Этот анализ показывает, что в обоих случаях сохраняется схема потока с одной дымовой трубой.Производительность массива с надрезом выше до
41,82%[1].
Wankhede (2008) разработал экспериментальную установку для проведения
исследования горизонтальной прямоугольной решетки с
и без перевернутой выемки в условиях естественной и принудительной
конвекции. Цель работы состояла в том, чтобы экспериментально определить характеристики теплопередачи, а затем выяснить увеличение теплопередачи в случае массивов ребер с надрезом по сравнению с массивами обычных ребер, а также проанализировать влияние различных параметров, таких как длина, высота и т. д. , шаг ребер по коэффициенту теплопередачи (h).Сделан вывод о том, что значения среднего коэффициента теплопередачи ha увеличиваются по мере увеличения процентной доли удаленной площади примерно на 30–70 % по сравнению с обычной решеткой ребер. Значение базового коэффициента теплопередачи (hb) увеличивается по мере того, как расстояние между ребрами уменьшается, достигает своего максимума, обеспечивая оптимальное расстояние, и снова уменьшается. Для очень малого расстояния между ребрами значения ha и hb значительно меньше. Значение среднего числа Нуссельта (Nua) увеличивается с увеличением расстояния между плавниками.Значение базового числа Нуссельта (Nub) увеличивается по мере уменьшения расстояния между ребрами; она достигает своего максимума и снова уменьшается[2].
Barhatte (2012) провел исследование скорости теплопередачи через

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. 1367

ISSN 2229-5518

различные виды насечек на киле.Он использовал различные насечки, такие как прямоугольные, круглые, треугольные и трапециевидные. Он сравнивает без выреза и массива ребер с вырезом, подавая различные тепловложения. Размеры плавника были фиксированными. Они пришли к выводу, что больше тепла передается через ребро с треугольным вырезом[3].
Kharche и Farkade (2012) использовали ребро с надрезом и без надреза из меди в качестве материала ребра на вертикальной нагреваемой пластине для экспериментальной работы. Форма выреза прямоугольная. Они сравнили влияние коэффициента теплопередачи для ребер с надрезом и без ребра с надрезом.В результате экспериментального исследования было установлено, что скорость теплопередачи в ребрах с надрезами была больше, чем в ребрах без надрезов. Средний коэффициент теплопередачи для ребра без зазубрин составил 8,3887 Вт/м2К, а для 20% ребер с зазубринами — 9,8139 Вт/м2К. Кроме того, медь дает большую скорость теплопередачи, чем алюминиевая пластина. Чтобы избавиться от ограничений пограничного слоя и разработать компактную пластину теплопередачи с высокими характеристиками, некоторые исследователи разработали горизонтальную разделительную пластину и V-образные пластины [4].
Misumi и Kenzo (1990) сообщили об экспериментальной работе
по улучшению передачи тепла естественной конвекцией от вертикальной пластины
, имеющей горизонтальную разделительную пластину и V-образные пластины
в водной среде. Они обнаружили, что теплопередача в области
ниже по потоку разделительной пластины заметно усиливается, когда высота пластины превышает определенные критические значения
из-за притока низкотемпературной жидкости в разделительную область
. Для вертикальной пластины с V-образными ребрами полученный коэффициент теплопередачи
был на 40% выше, чем у обычных ребер
[5].
Эдлабадкар и др. (2008) провели экспериментальное исследование
одинарной перегородки V-образного типа с различными углами прилегания в воздушной среде в ламинарном воздушном потоке над вертикальной опорной пластиной длиной 0,3 м, шириной 0,3 м и V-образным ребром. (длина ребра 0,15 м и ширина 0,05 м), прикрепленная к нему, была численно захвачена с использованием программного обеспечения FLUENT Computational Fluid Dynamics (CFD) с ламинарной вязкой моделью. Расчеты проводились для геометрических конфигураций с углами включения ребра 90°, 120° и 60°, для равных площадей основания и ребра, рассеивающих тепло в условиях естественной конвекции, при перепаде температур θ, изменяющемся от 30°С до 150°С. .Результаты показывают, что V-ребро с углом наклона 90° обеспечивает наименьшее сопротивление отрыву потока в области выше по потоку и наиболее эффективную область с высокой теплопередачей в области ниже по потоку опорной плиты. Было замечено, что среди трех V-образных разделительных пластин максимальное увеличение теплопередачи составляет
12% для V-образных разделительных пластин 90° по сравнению с вертикальной перегородкой
и 15,27% по сравнению с горизонтальной перегородкой[6]. .
Sable et al. (2010) исследовал метод улучшения теплопередачи для естественной конвекции рядом с вертикальной нагреваемой пластиной
с несколькими V-образными разделительными пластинами (ребрами) в окружающем воздухе
.Они пришли к выводу, что по сравнению с обычными вертикальными ребрами
перегородки V-образного типа работают не только как расширенная поверхность
, но и как турбулизатор потока. Высокий вертикальный массив ребер
ограничивает усиление теплопередачи от высокой вертикальной опорной плиты
. Это связано с утолщением пограничного слоя и последующей интерференцией, развивающейся по высоте. Эксперименты проводились при ширине перегородки (высоте ребра) от 20 мм до 38 мм для плоской вертикальной пластины
, вертикальной пластины с вертикальными ребрами, вертикальной пластины
с клиновидными ребрами с нижним шагом и вертикальной пластины с разным — V-образные ласты. Кроме того, видно, что базовый коэффициент теплопередачи (hb) решетки V-образных ребер лучше, чем у всех других конфигураций. Hb для простой пластины является наименьшим среди всех. Ребра V-образного типа лучше уменьшают застой высокотемпературной жидкости в верхней части пластины. Таким образом, в этой исследовательской работе обнаружен совершенно новый метод теплопередачи для увеличения скорости естественной конвекции теплообмена на вертикальной нагреваемой пластине. Массив ребер V-типа можно рассматривать как комбинацию горизонтальной и вертикальной разделительных пластин.При той же площади поверхности разделительные пластины V-образного типа давали лучшие характеристики теплопередачи, чем массив вертикальных прямоугольных ребер и массив V-образных ребер с нижним расположением ребер [7].
Аберра и др. (2012) численно исследовали устойчивость пограничного слоя с естественной конвекцией на равномерно нагретой вертикальной пластине для жидкости Буссинеска с числами Прандтля Pr=
0,733 и 6,7, при Ra=1×1010,0 Жидкость Буссинеска с числами Прандтля Pr = 0.733 (воздух) и 6,7 (вода). Результаты по стабильности сравнивались с результатами, полученными с использованием традиционной параллельно-линейной теории, и с экспериментальными данными. Было получено хорошее согласие между численными предсказаниями устойчивости, параллельной линейной теорией и ограниченными экспериментальными данными. Наиболее близкое соответствие было получено для высокого Rax, высокой частоты и высокого Pr, где непараллельные эффекты наименее важны [8].
Tsujiet al. (2007) провел экспериментальное исследование по улучшению теплопередачи в пограничном слое турбулентной естественной конвекции в воздухе вдоль вертикальной плоской пластины путем вставки длинной плоской пластины в поперечном направлении (простой стимулятор теплопередачи). ) и короткие плоские пластины, выровненные по пролету (разрезной усилитель теплоотдачи) с зазорами в пристеночную область пограничного слоя.Для простого промотора теплопередачи коэффициенты теплопередачи увеличиваются на пиковое значение примерно на 37% в области ниже по потоку промотора по сравнению с коэффициентами в обычном турбулентном пограничном слое с естественной конвекцией. Из визуализации течений и одновременных измерений полей течений и тепловых полей горячей и холодной проволокой установлено, что такое увеличение коэффициентов теплоотдачи в основном обусловлено отклонением потоков во внешнюю область пограничного слоя и проникновением низких -температурные флюиды из внешней области в пристеночную с крупномасштабными вихревыми движениями, выезжающими из промотора.Был сделан вывод, что усиление теплопередачи пограничного слоя с турбулентной естественной конвекцией может быть в значительной степени достигнуто в широкой области пограничного слоя с турбулентной естественной конвекцией за счет использования промоторов теплопередачи с разделением нескольких колонн. Можно ожидать, что повышение теплопередачи более чем на 40% может быть достигнуто за счет введения таких промоторов [9].
В обзоре литературы представлены различные исследования, проведенные на тему естественной конвекции теплопередачи от горизонтальной, вертикальной и наклонной нагреваемой пластины и модификации ее поверхности, а также различные методы улучшения теплопередачи. Было замечено, что некоторые исследователи варьировали параметры ребер, такие как длина ребра, высота ребра, расстояние между ребрами, и обнаружили, что по мере увеличения длины и высоты ребра коэффициент теплопередачи увеличивается.

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. 1368

ISSN 2229-5518


коэффициент до определенного предела.Для максимального коэффициента теплопередачи требуется оптимальное расстояние между ребрами. В следующей части также видно, что коэффициент теплопередачи зависит от ориентации опорной плиты. Также было замечено, что с помощью электрогидродинамического метода можно увеличить коэффициент теплопередачи. Используя перфорацию на ребре, можно увеличить коэффициент теплопередачи естественной конвекции. Перфорации могут быть равносторонними, треугольными и прямоугольными. Установлено, что с увеличением количества перфораций коэффициент теплопередачи увеличивается. Некоторые исследователи использовали выемку различной формы на плавнике и обнаружили, что плавник с выемкой работает лучше, чем плавник без выемки. Также установлено, что с увеличением глубины надреза коэффициент теплоотдачи увеличивается, но до определенного предела. Вместо алюминия
один из исследователей использовал медь в качестве материала ребер и для нее получил лучший коэффициент теплопередачи. Немногие исследователи работали над V-fin. Один из них использовал одиночный V-образный плавник с водным окружением. Другой использовал одно V-образное ребро с воздушной средой для вычислительной работы и обнаружил, что V-образное ребро дает больший коэффициент теплопередачи, чем горизонтальное и вертикальное ребро.Это связано с толщиной пограничного слоя, которая у горизонтального и вертикального оребрения больше, чем у V-образного оребрения. Также было обнаружено, что V-образное ребро действует как турбулизатор потока. После этого один из исследователей использовал несколько V-образных ребер для своей экспериментальной работы и заметил, что несколько V-образных ребер на опорной плите дают больший коэффициент теплопередачи, чем горизонтальные и вертикальные прямоугольные ребра. Поэтому для расчетно-экспериментальных работ решено работать над массивом V-образных ребер, так как V-образные ребра дают больший коэффициент теплопередачи естественной конвекции.

Модели, необходимые для компьютерного анализа, сначала создаются в программе PRO-E, а затем импортируются в процессор CFX-Pre. Цель проекта – найти оптимальный угол наклона V-образных ребер. Поэтому создаются различные модели с включенными углами 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 180°. Затем эти модели анализируются в CFX. Расчетный анализ в данном проекте проводится с помощью программы ANSYS
14.5. Шаги по вертикали для этих моделей сначала определяются, а затем используются в программе PRO-E.

3.1 расчеты параметров v ребра

При выборе радиатора часто возникает вопрос, следует ли выбрать плотно расположенные ребра или широко расставленные ребра для данной площади основания (рис. 4.1). Радиатор с плотно расположенными ребрами будет иметь большую площадь поверхности для теплопередачи, но меньший коэффициент теплопередачи из-за дополнительного сопротивления, которое дополнительные ребра создают потоку жидкости через каналы между ребрами. С другой стороны, радиатор с широко расставленными ребрами будет иметь более высокий коэффициент теплопередачи, но меньшую площадь поверхности.Следовательно, должно быть оптимальное расстояние, которое максимизирует естественную конвекционную передачу тепла от радиатора для данной площади основания WL, где W и L — ширина и высота основания радиатора соответственно, как показано на рис. 4.2. . S — оптимальное расстояние между ребрами, t — толщина ребер.

Рис-1: Ребристая поверхность, ориентированная вертикально

Чтобы рассчитать оптимальное расстояние между ребрами, давайте рассмотрим модель, взятую Sable et al. для вертикальных ребер, как на Рис-1. Рассматриваемая модель представляет собой опорную плиту размером 250 мм x 250 мм с вертикальными ребрами высотой 20 мм и толщиной ребра 3 мм.Мощность нагревателя 100Вт. Температура поверхности Ts = 120° и температура воздуха Ta = 27°

3.2 Создание моделей V-образных ребер в Pro/E


Различные типы ребер с правильной ориентацией и расстоянием между ними могут быть смоделированы в различных САПР программное обеспечение, доступное на рынке. Эти программы совместимы с программами для вычислительной гидродинамики. Для текущего моделирования использовался Pro|E 5.0. Сформированные таким образом модели относятся к области жидкости, где необходимо анализировать влияние теплового потока.Pro|E — это система твердотельного моделирования с множеством расширенных приложений для проектирования и производства. Как комплексная система CAD/CAE/CAM, охватывающая многие аспекты механического проектирования, анализа и производства. Pro|E представляет собой передовую технологию CAD/CAE/CAM. Pro|E была первой в отрасли успешной системой трехмерного CAD-моделирования, основанной на правилах. Pro/E предоставляет полный набор возможностей проектирования, анализа и производства на единой интегрированной масштабируемой платформе. Эти необходимые возможности включают твердотельное моделирование, обработку поверхностей, визуализацию, совместимость данных, проектирование маршрутизируемых систем, моделирование, анализ допусков.
Рис. 2: Модель V-Fins

IJSER © 2014 http://www. ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. 1369

ISSN 2229-5518

3.3 CFD-анализ для V-образного ребра

Программное обеспечение Ansys может выполнять анализ напряжений, термический анализ, модальный анализ, анализ частотной характеристики, моделирование переходных процессов.Моим требованием здесь является термический анализ модели. Используется метод конечных элементов дискретизации. CFX — это коммерческая программа вычислительной гидродинамики (CFD), используемая для моделирования потока жидкости в различных приложениях. Продукт ANSYS CFX позволяет тестировать системы в виртуальной среде. Масштабируемая программа применялась для моделирования течения воды мимо корпусов кораблей, плавников, газотурбинных двигателей, аэродинамики самолетов, насосов и вентиляторов. Первоначально твердое тело и создание сетки для геометрического моделирования выполняются в ICEM.При старте в ICEM создается новый рабочий каталог. Затем геометрия импортируется из программного обеспечения pro-e в виде файла Step/iges. Открывающийся файл, как показано выше, представляет собой модель поверхности, которая не имеет двух поверхностей спереди и сзади, как показано на рисунке. В связи с этим флюидная область еще не полностью сформирована. Передняя и задняя грани создаются с помощью опций создания/изменения поверхности. Следующим шагом является создание деталей на модели в соответствии с удобством. Различные части созданы для домена жидкости и домена алюминия.

Рис. 3: Окончательная блокировка для внешнего домена

Рис. 4: Окончательная блокировка для твердого алюминия
Рис. 5: Окончательная блокировка для одинарного V-образного ребра
При первоначальной блокировке необходимо указать параметры предварительной сетки, чтобы определить размер сетки и для этого путем выбора различных ребер модели задается количество узлов. Для внешнего домена назначается 60 номеров узлов. Как только мы определяем размер сетки, создается предварительная сетка, как показано на рисунках.

Рис. 6. Предварительная сетка для внешнего домена

Рис. 7. Предварительная сетка для половинного алюминиевого домена

Рис. 8. Предварительная сетка для одинарного V-образного ребра
Качество сетки можно проверить, выбрав сетку //www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. 1370

ISSN 2229-5518

качество, сохраните параметры по умолчанию и выберите «ОК». На экране появляется диапазон значений качества, минимальное и самое низкое значение качества равно нулю, а наилучшее и самое высокое значение качества равно единице. Для этой модели минимум качества 0.66, максимум 1. Количество элементов сетки в каждом из классов качества также отображается на панели ниже. Качество сетки также проверяется путем проверки угла, соотношения сторон и т. д. Значение угла должно быть больше 180 и меньше 900. Угол для внешней области составляет около 400. Допустим объем выше нуля. Для данной геометрии вышеуказанные значения получены в требуемом диапазоне, как показано на рисунках.

Рис-9:Качество для внешней области

Рис-10:Угол для внешней области
Для улучшения качества сетки необходимо получить вышеуказанные значения в пределах диапазона.Если качество по-прежнему неудовлетворительное, мы должны улучшить разделение прогнозов. Теперь эта модель ICEM завершена и готова к предварительной обработке в CFX. Выберите опцию «вывод» в панели инструментов и введите, наконец, файл сохранения.

3.3.1 Предварительная обработка

И твердотельная сетка, и сеточная текучая область теперь готовы к предварительной обработке в CFX. Каждая из моделей вызывается индивидуально в предварительном файле CFX. Поскольку оси обеих моделей совпадают, их не нужно отдельно выравнивать в файле CFX.
Страница имеет древовидную структуру с правой стороны, которая помогает следовать определенной последовательности предварительной обработки. Основной целью предварительной обработки является установка необходимых граничных условий. Эти условия на самом деле являются ограничениями в соответствии с
, которые решатель должен определить для условий потока. Фактическая атмосфера и эксперименты могут быть выполнены в самых разных условиях и комбинациях. Поэтому определение граничных условий чрезвычайно важно при предварительной обработке.Даже одно незначительное изменение может привести к совершенно другим результатам, чем ожидалось.

Рис. 11: Настройка домена жидкости
Самая нижняя поверхность является нагревателем. Над нагревателем находится верхняя сторона нагревателя (основная плита). Спецификации границ для жидкой области теперь завершены. Мы вставили еще один домен, чтобы приспособить граничные условия жидкости.

Рис. 12: Настройка Solid Domain
Таким образом определены все границы, и теперь модель готова для обработки в решателе CFX.Окончательная модель с потоком дерева модели выглядит так, как показано на рисунке выше.

3.3.2 Обработка

После завершения предварительной обработки и определения прогона решатель начинает обработку в диспетчере решателя CFX. Количество выполняемых итераций зависит от критериев сходимости. Если решение сходится до того, как общее количество итераций, как указано, завершено, решатель останавливается и сохраняет обработанные данные. Если решение не сходится за заданное количество итераций, мы можем дать решателю дополнительные итерации, пока не будет достигнута сходимость.Когда начинаются итерации, на экране отображаются варианты

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 5, Issue 6, June-2014 1371

ISSN 2229- 5518



скорость, импульс и т. д. по мере продолжения итераций. Эти графики дают общее представление о том, как система стабилизируется и приближается к сходимости.Рисунок 13 показывает, что решатель успешно завершил прогон и сходимость прогона.
Рис-14: Экспериментальная модель
Рис-13: Конвергенция прогона

Обзор литературы показывает, что до сих пор исследование естественной конвекции теплообмена с использованием V-образных ребер ограничивалось водой как окружающей жидкостью. На практике обычной теплорассеивающей средой является воздух, поэтому в настоящей работе было принято решение использовать воздух в качестве окружающей жидкости.
Опорная плита, использованная для эксперимента, была изготовлена ​​из алюминия толщиной 3 мм
, высотой 250 мм, шириной 250 мм.Алюминий
Газовая сварка используется для соединения всех ребер в различных комбинациях
на плоской вертикальной пластине из алюминия. Врезка выполняется в
различных подходящих местах (06 точек) для соединения термопар
. В качестве материала для создания V-образных ребер использовалась алюминиевая пластина толщиной 3 мм, длиной 250 мм и шириной
38 мм. Провод электрического нагревателя
номинальной мощностью 500 Вт, 2 А при 230 В, с покрытием из слюды,
, тонкопластинчатого типа, длиной 250 мм и шириной 250 мм, был зажат между симметричной вертикальной опорной плитой
и изолятором.
Распространение многослойного электронагревателя обеспечило наиболее равномерную температуру поверхности испытуемых пластин. Нагреватель питался стабилизированным переменным током через диммер и ваттметр. Также использовался многодиапазонный ваттметр
75В/150В/300В и 1А/2А. Для локального измерения температуры испытуемых пластин десять калиброванных медь-константановых термопар устанавливали на испытуемые пластины в подходящем месте. Из них шесть были установлены по центру, а три — по углам.В случае V-образных ребер одна термопара располагалась под V-образным углом, а другая – в V-угле. Для измерения температуры окружающей среды в корпусе использовалась отдельная термопара. Для измерения выходного сигнала термопары использовался калиброванный цифровой индикатор температуры. Использовались тепловые затраты 25, 50, 75 100 Вт. Собранная установка подвешивалась в вертикальном положении; в корпусе коробчатого типа при условии хорошей естественной конвекции. Все показания регистрировались в стационарных условиях.
Поэтому было принято решение использовать инструмент CFD для получения оптимальных размеров для получения максимальной скорости теплопередачи с той же площади поверхности ребра.

4.1 Горизонтальная опорная плита с V-образным оребрением


Горизонтальная ориентация опорной плиты с V-образным оребрением показана на рис. 15. Для горизонтальной ориентации опорная плита делается горизонтальной. Расположение термопар над опорной плитой такое же, как и при вертикальной ориентации. С этой ориентацией модель снова проверяется на различное тепловложение, такое как 18 Вт, 52 Вт, 105 Вт и 132 Вт.По этим различным теплопоступлениям исследуется характер среднего коэффициента теплоотдачи.
Рис. 15: Горизонтальная опорная плита с массивом V-образных ребер

4.2 Наклонная опорная плита с массивом V-образных ребер

Наклонная ориентация опорной плиты с массивом V-образных ребер показана на Рис.-16. Для наклонной ориентации опорной плиты опорная плита выполнена наклонной. Угол наклона опорной плиты принимается равным примерно 450° к горизонтали. Расположение термопар над опорной плитой такое же, как и при вертикальной ориентации.С этой ориентацией модель снова тестируется для различных тепловложений, таких как 18 Вт, 52 Вт, 105 Вт и 132 Вт. В соответствии с этими различными тепловложениями изучается характер среднего коэффициента теплопередачи. При наклонной ориентации опорной плиты необходимо следить за тем, чтобы нижняя часть опорной плиты была открыта для атмосферы.

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ С V-ОБРАЗНЫМИ РЕБРАМИ

Рис. 16: Наклонная опорная плита с V-образными ребрами

4.3 Вертикальная опорная плита с массивом V-образных ребер


Рис. 17: Вертикальная плита с массивом V-образных ребер

Вертикальная ориентация опорной плиты с массивом V-образных ребер показана на Рис.-17. Для вертикальной ориентации опорной плиты опорная плита делается строго вертикальной. Подвешивается вертикально для обеспечения хорошей естественной конвекции. Угол наклона опорной плиты принимается равным примерно 90° к горизонтали. Расположение термопар над опорной плитой такое же, как и при других ориентациях. С этой ориентацией модель снова тестируется на различное тепловложение, такое как 18 Вт, 52 Вт, 105 Вт и 132 Вт.По этим различным теплопоступлениям исследуется характер среднего коэффициента теплоотдачи. При вертикальной ориентации опорной плиты необходимо следить за тем, чтобы нижняя, верхняя, левая и правая части опорной плиты были открыты для атмосферы для обеспечения хороших условий естественной конвекции. Произведение напряжения и тока принимается за тепловложение. Для измерения температуры в разных местах опорной плиты используются четыре термопары. Берется среднее значение всех показаний термопары, которое показывает среднюю температуру на опорной плите.Точно так же некоторые термопары используются для измерения средней температуры окружающей среды. Наконец, экспериментальное значение среднего коэффициента теплопередачи получено с использованием уравнения закона охлаждения Ньютона, как показано ниже: Угол, при котором разница температур была минимальной, т. е. коэффициент конвективной теплопередачи был максимальным, представляет собой угол, представляющий интерес для реальных экспериментов. Таким образом, можно оптимизировать угол V-образного ребра. Оптимизированное V-образное ребро с опорной пластиной было испытано на различное тепловложение и ориентацию.

5.1 Постобработка


Рис. 18. Колебания температуры на опорной пластине V-образного ребра

Рис. 19. Контур скорости модели V-образного ребра
Результаты, полученные после обработки, могут быть

IJSER © 2014 http ://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. 1373

ISSN 2229-5518


просмотр в постпроцессоре CFX.При этом различные параметры можно увидеть графически. Линии тока, векторы скорости, градиенты давления, контуры температуры — вот некоторые из основных параметров, которые можно просмотреть.

5.2 Результаты CFD-анализа для различных включенных углов V-образных ребер при постоянной подводимой теплоте

Общая площадь получена непосредственно из Pro/E. На разницу температур указывают результаты CFX для различных углов, и рассчитывается коэффициент теплопередачи. В CFD анализируются различные углы V-образного ребра от 00 до 1800 для постоянной подводимой энергии, такие как
105 Вт, и соответствующие этому среднему коэффициенту теплопередачи 5.от 05 до 2,85 Вт/м2К. Видно, что средний коэффициент теплоотдачи максимален при угле включения V-образных ребер 600. Значение коэффициента теплоотдачи продолжает увеличиваться, достигает максимального значения при 600 и медленно снижается. График построен для зависимости коэффициента теплопередачи в Вт/м2К от различных углов V-образного ребра в градусах (0) при постоянном подводимом тепле. Характер графика показан на рис. 20.

Рис. 20: Коэффициент теплопередачи (Вт/м2K) В/с Включенный угол V-образного ребра в (0) градусах

5.3 Результаты CFD-анализа для прилежащего угла 60° и различной подводимой теплоты

Поскольку изменение углов ребер дало максимальный коэффициент теплопередачи, равный 600, одна и та же модель тестируется в CFX для различных подводимых тепла, таких как 10 Вт, 18 Вт, 37,5 Вт. ,52Вт,
72Вт,105Вт,132Вт. Увеличение подводимой теплоты увеличивает средний коэффициент теплопередачи. График также построен для оптимизированной модели для изменения тепловложения. Характер графика заключается в увеличении значения среднего коэффициента теплопередачи с увеличением подводимой теплоты, как показано на (Рис. 21).
Рис. 21: Коэффициент теплопередачи (Вт/м2K) В/с Потребляемая теплота
(Вт)

5.4 Экспериментальный анализ для вертикальной, горизонтальной и наклонной ориентации нагреваемой пластины

Приведенное выше обсуждение указывает на самый высокий коэффициент теплопередачи для угла 60°. Экспериментальные модели для одного и того же угла с тремя различными ориентациями выполнены в виде модели с вертикальной V-образной решеткой, модели с горизонтальной V-образной решеткой и модели с наклонной V-образной решеткой. Модель массива вертикальных V-образных ребер проанализирована для различных тепловложений: 18 Вт, 52 Вт, 105 Вт и 132 Вт, и получен соответствующий коэффициент теплопередачи, равный 3. от 52 Вт/м2К до 5,92 Вт/м2К соответственно. Аналогичным образом, модель решетки с горизонтальными V-образными ребрами и модель решетки с наклонными V-образными ребрами были проанализированы экспериментально для различных тепловложений, что и модели

18 Вт, 52 Вт, 105 Вт и 132 Вт, и были получены соответствующие коэффициенты теплопередачи от 2,45 Вт/м2К до 5,30 Вт/м2К. для модели с горизонтальным V-образным оребрением и от 2,82 Вт/м2K до 5,67 Вт/м2K для модели с наклонным V-образным оребрением. Было обнаружено, что по сравнению с горизонтальной моделью решетки V-образных ребер и моделью решетки V-образных ребер с наклонной пластиной модель вертикальной пластины с решеткой V-образных ребер с одинаковой площадью поверхности дает больший коэффициент теплопередачи.Это было связано с меньшей толщиной пограничного слоя для вертикальной пластины с V-образным оребрением. График зависимости коэффициента теплопередачи от изменения подводимой теплоты для моделей с вертикальной, наклонной и горизонтальной решеткой V-образных ребер показал следующую тенденцию.



Вертикальная опорная плита Наклонная опорная плита Горизонтальная опорная плита
Рис. 22: Коэффициент теплопередачи (Вт/м2К) В/с Переменное тепло
Вход (Вт)

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 6, июнь 2014 г. 1374

ISSN 2229-5518

5.5 Проверка результатов расчетов и экспериментов для вертикальной пластины

Для проверки результаты расчетов наносятся на график по сравнению с экспериментальными результатами для различных тепловложений, таких как 18 Вт, 52 Вт,
105 Вт и 132 Вт для вертикальной ориентации пластины. Было обнаружено, что аналогичная тенденция наблюдалась для обоих результатов, как показано на рисунке 23. Однако между двумя результатами есть небольшая разница, которую можно наблюдать на следующем графике зависимости коэффициента теплопередачи от изменения подводимой теплоты.


Расчетный
Экспериментальный
Рис. 23: Сравнение расчетных и экспериментальных результатов для коэффициента теплопередачи (Вт/м2К) В/с при различной подводимой теплоте (Вт)

На основе настоящей работы для V-образной формы ребра с различным углом прилегания, сделан вывод о том, что максимальный конвективный средний коэффициент теплопередачи получается для массива 600 V-ребер. CFD и экспериментальные результаты для опорной плиты с V-образным оребрением показали аналогичную тенденцию.По мере увеличения угла включения V-образных ребер коэффициент конвективной теплопередачи увеличивается. Он достигает максимума при угле 60°, после чего коэффициент теплопередачи снижается. Из-за области низкого давления, создаваемой в носовой части каждого V-образного ребра, увеличивается скорость теплопередачи. Также был сделан вывод, что с увеличением теплового потока коэффициент теплопередачи увеличивается вместе с увеличением разности температур.
Из экспериментального анализа также видно, что, как и для
, по сравнению с горизонтальной и наклонной ориентацией пластин, вертикальная ориентация пластин с массивом V-образных ребер с 600 включенными углами и с той же площадью поверхности дает более высокий средний коэффициент теплопередачи.
Хотя в заключении могут быть рассмотрены основные положения статьи, не дублируйте реферат в качестве заключения. В заключении может быть уточнена важность работы или предложены приложения и расширения. Авторам настоятельно рекомендуется
не называть несколько рисунков или таблиц в заключении —
на них следует ссылаться в основной части статьи.

ССЫЛКИ

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Оценка теплового сопротивления параллельного пластинчато-ребристого радиатора

Как отмечалось ранее в этой колонке, тенденция увеличения мощности электронного модуля делает его все более и более трудно охлаждать электронные блоки воздухом.В результате растет число приложений, требующих использования радиаторов с принудительной конвекцией и воздушным охлаждением для контроля температуры модуля. Примером широко используемого типа радиатора является конфигурация с параллельными пластинами, показанная на рисунке 1.

Рис. 1. Конфигурация радиатора с параллельными пластинчатыми ребрами.

Чтобы выбрать подходящий радиатор, проектировщик тепловых систем должен сначала определить максимально допустимое тепловое сопротивление радиатора.Для этого необходимо знать максимально допустимую температуру корпуса модуля T case , рассеиваемую мощность модуля P mod и тепловое сопротивление на границе раздела модуль-радиатор R int . Максимально допустимая температура на поверхности крепления радиатора, T base , определяется как

.

Максимально допустимое сопротивление радиатора, R max , определяется как

где T воздух-вход , — температура охлаждающего воздуха на входе в каналы радиатора.В этот момент многие инженеры-теплотехники начнут просматривать каталоги поставщиков радиаторов (или, что более вероятно, сегодня начнут искать поставщиков в Интернете), чтобы найти радиатор, который поместится в допустимом пространстве и обеспечит тепловое сопротивление радиатора, R hs . , менее R max при некотором заданном расходе. В некоторых случаях может быть полезно провести расчет R hs для различных конструкций пластинчато-ребристых радиаторов, чтобы определить, возможна ли приемлемая конфигурация конструкции.Оставшаяся часть этой статьи предоставит основные уравнения для этого. Тепловое сопротивление радиатора равно

.

где h — коэффициент конвективной теплопередачи, основание A — открытая площадь поверхности основания между ребрами, N ребро — количество ребер, ребро — эффективность ребра, а ребро A — площадь поверхности ребра с учетом обеих сторон ребра.

Для дальнейших действий необходимо установить максимально допустимый объем радиатора по ширине W, высоте H и длине в направлении потока L.Также необходимо указать толщину ребра, t fin . Используя эти параметры, зазор b между ребрами можно определить из

Открытая площадь базовой поверхности может быть определена по

и площадь теплопередачи на ребро от

В этой точке необходимо указать расход воздуха либо в виде средней скорости V между ребрами, либо в виде объемного расхода G. Если используется объемный расход, соответствующая скорость воздуха между ребрами составляет

Для определения коэффициента теплопередачи, действующего на ребра, уравнение, разработанное Teertstra et al. [1] можно использовать связь числа Нуссельта, Nu, с числом Рейнольдса, Re, и числом Pr, Pr. Это уравнение

Число Прандтля равно

где – динамическая вязкость воздуха, c p удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, k – теплопроводность воздуха.Число Рейнольдса, используемое в (8), представляет собой модифицированное число Рейнольдса канала, определяемое как

.

где плотность воздуха. Уравнение (8) основано на составной модели, охватывающей режимы ламинарного течения от развивающегося до полностью развитого, и было подтверждено авторами [1] путем сравнения с численным моделированием в широком диапазоне модифицированных чисел Рейнольдса канала (0,26 b < 175), а также с некоторыми экспериментальными данными.Используя число Нуссельта, полученное в (8), коэффициент теплопередачи равен

где k жидкость — теплопроводность охлаждающей жидкости (т.е. воздуха). Эффективность ребер можно рассчитать с помощью

где m равно

и k fin — теплопроводность ребер.

Используя эти уравнения, можно оценить тепловые характеристики радиатора с точки зрения теплового сопротивления от температуры у основания ребер до температуры воздуха, поступающего в каналы ребер. Можно отметить, что соотношение для числа Нуссельта (8) включает влияние повышения температуры воздуха при его протекании через каналы ребер. Чтобы получить общее тепловое сопротивление основания радиатора R tot , необходимо добавить сопротивление теплопроводности поперек основания радиатора.Для равномерного теплового потока в основание R to равно

и k base — это теплопроводность основания радиатора.

В целях иллюстрации эти уравнения были использованы для оценки теплового сопротивления радиатора для алюминиевого радиатора размером 50 x 50 мм. Эффект увеличения высоты и количества ребер показан на рисунке 2 для постоянной скорости воздуха и на рисунке 3 для постоянного объемного расхода.В обоих случаях можно видеть, что существуют пределы того, насколько может быть уменьшено тепловое сопротивление радиатора за счет увеличения длины ребер или добавления большего количества ребер. Конечно, чтобы определить, как радиатор будет работать в конкретном случае, необходимо определить скорость воздуха или объемный расход, который может проходить через радиатор. Для этого необходимо оценить характеристики падения давления на радиаторе и согласовать их с используемым вентилятором или воздуходувкой. Это тема для рассмотрения в будущей статье.

Рис. 2. Влияние высоты и количества ребер на тепловое сопротивление радиатора при скорости воздуха 2,5 м/с (492 фута/мин).

Рис. 3. Влияние высоты и количества ребер на тепловое сопротивление радиатора при объемном расходе воздуха 0,0024 м 3 /с (5 CFM).

Каталожные номера
  1. Теертстра П., Йованович М.М. и Калхэм Дж. Р., «Аналитическое моделирование принудительной конвекции пластинчатых радиаторов», Материалы 15-го симпозиума IEEE Semi-Therm, стр.

LEAVE A REPLY

Ваш адрес email не будет опубликован.