יש לי הזדמנות לעשות כמה הדפסות תלת מימד מתכת במחיר החומרי בלבד, והייתי רוצה להתנסות בביצועים של עיצובי גוף קירור (בעיקר בשביל הכיף).
מכיוון שאין לי ניסיון בתכנון כיורי קירור, הייתי אומר ששיעור הכישלונות הצפוי כשרק מדפיסים את מה שיש לי בראש ובודקים אותו יהיה גבוה למדי, ולכן אני צריך דרך טובה להעריך את הביצועים של עיצוב לפני יצירת אב טיפוס.
מכיוון שזה רק בשביל הכיף שלי, אני לא רוצה להשקיע בכלי הדמיית אלמנטים סופיים יקרים. לא מצאתי שום דבר חינמי שימושי, מכיוון שלדעתי צריך לקחת בחשבון זרימת אוויר וקרינה תרמית. כיצד אוכל לקבל מושג על ביצועי העיצוב שלי לפני הדפסת אב טיפוס וללא שימוש בסימולציה של אלמנטים סופיים?
אני מתכנן על אלמנט פלטייה (משטח קרמי) בגודל 4 ס"מ על 4 ס"מ 120 וו גוף הקירור צריך להיות נירוסטה, אם כי אני מקווה שהביצועים היחסיים של שני צלעות קירור לא ישתנו עם חומר אחר (יום אחד אני מקווה שאוכל להשתמש בנחושת).
אני לא כל כך בטוח לגבי הטמפרטורה ההפרש כאן אבל אני מניח טמפרטורת הסביבה של 25 מעלות צלזיוס.
שנית, כנראה שלא תצטרך לקחת קרינה. בחשבון מכיוון שאתה בטמפרטורה נמוכה וזרימת האוויר הולכת לתרום תרומה גדולה בהרבה מקרינה.
שלישית, עיצוב גוף הקירור המסורתי משתמש במשוואות המחושבות את התפלגות הטמפרטורה לאורך הסנפיר מהשורש ועד הקצה. על מנת להגיע ל"אזור יעיל "עליו ניתן להטיל מקדם הסעה ממוצע. פירוש הדבר שאינך מחשב את זרימת האוויר המדויקת, אלא משתמש בממוצע על פני כל השטח.
בכל ספר לימוד טוב להעברת חום יהיו נוסחאות לצורות סנפיר רבות ושונות, כולל סנפירים עם קבוע שאינו קבוע. אזור סנפיר. אני אישית אוהב את Incropera ו- DeWitt.
עם זאת, אם אתה מתכנן סנפירים מסובכים מספיק, המשוואות הסטנדרטיות יתפרקו. יש לך שלוש אפשרויות:
- העריך את הסנפירים שלך עם סנפירים דומים. זה יכול להוביל לתוצאות קרובות מספיק.
- פשט את העיצוב שלך כך שהוא יתאים לדפוס מבוסס
- עבור לסימולציה מלאה של אלמנטים סופיים.
הייתי ממליץ להשתמש במספר 1 או מספר 2 מכיוון שהם עשויים להיות מדויקים יותר. קל לעשות טעויות עדינות במודלים של אלמנטים סופיים המבטלים לחלוטין את התוצאות שלך 1 , אולם אם אתה בוחר ללכת בדרך זו, עליך לדעת שיש פתרונות קוד פתוח בחינם (אלמר בא בראש).
ועכשיו כמה טיפים כלליים:
- כפי שאחרים ציינו, נירוסטה היא מוליך רע של חום. אלומיניום הוא כנראה בחירה טובה יותר , אלא אם כן תחליטו שלא להדפיס אותו בתלת מימד, כנראה שלא תוכלו להשתמש באלומיניום. זו הסיבה שכנראה הייתי מדפיס משהו אחר אם הייתה לי גישה למדפסת תלת מימד
- מקדם הביצועים של מצנני Peltier הוא לרוב פחות מאחד, כך שכדי לקבל למשל 20 וולט של קירור, תצטרך להכניס יותר מ -20 וואט חשמל. גוף הקירור שלך צריך להפיץ את סכום כוח הקירור וההספק החשמלי.
tl; dr: אתה יכול לדגמן עיצובי גוף קירור מבלי להשתמש ב- FEM וכ- כל עוד העיצובים שלך לא מטורפים מדי, כנראה שתשיג תוצאות טובות. חישובים "ידניים" מסורתיים אינם לוקחים בחשבון את הקרינה ומניחים זרימת אוויר ממוצעת על פני השטח, שהיא בדרך כלל מספיק טובה. אני באופן אישי הייתי בכלל נמנע מכלי קירור ומנצל את הזמן שלך במדפסת התלת-ממדית לדברים טובים יותר.
1 תאמין לי, אני בוגר סטודנט להנדסת מכונות, והתברגתי ל אז דגמים רבים. sub>
כמה עצות:
-
תחילה מדובר בשטח פנים! אבל אל תשים את הסנפירים קרוב מדי זה לזה או שאין מספיק מקום להסעה טבעית ... קראתי איפשהו ש ~ 0.25 "(~ 6 מ"מ) הוא מרווח סביר.
-
נירוסטה אינה בחירה טובה. אתה רוצה מתכת עם מוליכות תרמית טובה. אלומיניום הוא כמעט מושלם מכיוון שהוא גם קל. נחושת תעבוד גם כן.
-
עיצוב גוף הקירור נראה לי די בוגר, הייתי מעתיק עיצובים אחרים בתור התחלה.