הדמיה תרמית של גוף קירור

עם עלייתה של תעשיית האלקטרוניקה, השליטה בחימום אלקטרוני שונים הפכה חשובה ביותר, כמו פיזור החום של שבבי טלפון נייד, פיזור החום של מארחי מחשבים, פיזור החום של רכיבים אלקטרוניים וכו'. לכן, איך ביעילות לדמות את חלוקת הטמפרטורה של רכיבים אלקטרוניים חשוב מאוד. כיום קיימות בשוק תוכנות רבות להדמיה תרמית כגון Flotherm, SEMS, PLM, Icepak, fluent וכו'. תוצאות הסימולציה בשילוב העיצוב בפועל יכולות להשיג ביעילות ובמהירות מוצרים אידיאליים.

החוק הראשון של התרמודינמיקה אומר לנו שהחום נשמר, כלומר, יכולת החימום של העצם במערכת תהיה שווה ליכולת ספיגת החום של העצם במערכת; קיימות שלוש דרכים להעברת חום: 1. הולכת חום; 2. הסעה תרמית; 3. קרינה תרמית. לכן, בעת תכנון והדמיה של המערכת התרמית, עלינו להבין את אופן התפשטות החום של שדה הזרימה.

לדוגמה, אם שדה הזרימה עם הסעה חלשה תלוי בעיקר בהולכת חום לצורך פיזור חום, חיבור המבנה חשוב מאוד, כגון הגדרת עכבה תרמית, תכנון נתיב התפשטות מבני וכו'; יחד עם זאת, השפעת כוח הכבידה תהיה רבה, ושדה הזרימה בהסעה טבעית מופרע בקלות על ידי כוח הכבידה. אם מדובר בהסעה מאולצת, מהירות שדה הזרימה גדולה מאוד. בשלב זה, חשוב מאוד לתכנן את תעלת הזרימה ולדמות את מצב הנוזל. כוח המשיכה וקרינה משפיעים מעט על הטמפרטורה, וגם ההולכה המבנית חשובה מאוד, שאי אפשר להתעלם ממנה. בהנחה שמצב פיזור החום הוא קרינה תרמית, הוא מראה שהפרש הטמפרטורות בין מקור החום לסביבה הוא גדול, והחום מוקרן בעיקר לסביבה דרך האוויר. לכן, בתהליך ההדמיה בפועל, יש לדמות את ניתוח הסימולציה התרמית בשילוב עם הפרויקט בפועל.

יש לשים לב לנקודות הבאות בסימולציה התרמית:

1. נקה נתיב הולכת חום;

2. נקה את נתיב הזרימה;

3. להבין את המשמעות הפיזית של כל מודול. למשל, מקור החום צריך להיות לא רק הדמיה של מקור החום, אלא גם לדעת איך הוא מפיץ חום בחלל, כלומר איך מוגדרת מוליכות החום;

4. התוצאות המתקבלות ייבדקו בקפידה כדי לראות אם קיימת חריגה מקרוסקופית כלשהי או שאינה תואמת את המשמעות הפיזית בפועל; מנקודת המבט המיקרוסקופית, אנו יכולים לנתח את סדר הגודל של החום, כגון שלושת סדרי הגודל השמורים, השגיאה בין הנתונים הנמדדים וכן הלאה.