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竞彩篮球让分技巧:谈谈电力电子器件强迫风冷中风机的工作点(之二)

竞彩篮球高手自爆 www.jah6.com 2012/3/21 16:58:18 来源:中国电力电子产业网 电力电子论坛|免费发布产品

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竞彩篮球高手自爆 www.jah6.com   1,引言:上篇文章“谈谈电力电子器件强迫风冷中风机的工作点”中我谈到曾试图用计算得到函数关系式。但认真地阅读了有关与强迫风冷有关的空气动力学内容后知难而退,感到还不如用试验测得数据较为实际,故文章只介绍了试验方法。事后想想,既然已经了解了一点空气动力学有关计算理论,何不再进一步结合电力电子应用的实际,尝试一下流阻的计算方法。为此参考了一些同行中先行者写的计算流阻的文章,写成此文。目的是希望大家共同来研究、讨论并通过大量的实践来验证和完善这个计算公式。更希望搞通风工程、航空器及空气动力学方面的专家们关注到我们的迫切需要,提出完善的计算方法。所以本文只是一种“抛砖引玉”之举,预计不会有实用价值。需要说明的是平时关注较少,如有电力电子同行知道已有实用文章和计算方法,请积极推荐,在此深表感谢。

  2,为了便于讨论,全部结构按图二所示进行设定。

  我们要的是某电力电子设备在初步设计条件下强迫风冷中风量V(m3/小时)和流阻∆P间的函数关系式。然后在风机工作曲线图上(见【图一】)作出流阻曲线,两线交点即为未来的工作点。工作点所对应的风量就是未来工作时的风量。按照【图二】所示的进风口截面积A1换算到风速ω1 (m/s),查散热器热阻曲线,就可求得散热器长为 时,在该风速下的散热器热阻Rth,根据热阻公式:

热阻公式

  求得散热器温升。由此可预测所选风机参数是否合适。温升高、易损坏大功率半导体器件,反之,温升过低的设计是不经济的。为了使函数关系式简单明了易于应用,推导中对条件做了若干假定。当然这会带来误差。

【图一】风机的特性曲线

【图一】风机的特性曲线

【图二】散热器在风道内强迫风冷状态图

【图二】散热器在风道内强迫风冷状态图

  3,【图二】把风道分成三段。每段中有关参数图中均已注明,以下内容请对照【图二】阅读。

  3.1 第一段是进风口,风进入后从散热器底部进入翅片间,通风截面由大突然变小(截面积由A1变成A2),遇到阻力,即流阻∆P1 ,风速由ω1变成ω2(流阻计算时用风速ω1) 。

  3.2第二段是散热器所在位置??掌ρХ治龃耸笨掌鞫闪?,造成的阻力 ∆P2

  称为“沿程流阻”,流阻计算时用风速ω2 。

  3.3在第三段流动空气从散热器翅片中出来,流动截面由小到大(截面积由A2变成A3,

  而A3=A1),此时也会产生流阻 ∆P3 ,流阻计算时用风速ω3 ,由于截面积与第一段一致,

  故风速ω3=ω1 。

  3.4第三段上部与风机圈相连。风机圈面积比第三段风道截面积小,通风截面积又由大变小,风速由小变大(由ω3变成ω4),产生流阻∆P4 。流阻计算时用风速ω4 。

  这里的∆P1 、∆P3 、∆P4 称为“局部流阻”

  4,空气动力学给出总流阻及沿程流阻、局部流阻计算公式:

  总流阻 ∆P = ∆P1 + ∆P2 + ∆P3 + ∆P4

     

  式中g 为空气比重,本文中取20℃时的比重:1.128 , 为 散热器高。

  其中 x1 x2 x3 为相应段的局部流阻系数,l 为沿程流阻系数。

  2 为第二段的风速,g 为重力加速度,取9.81

  当量水力直径:

  5,代入简化后的总流阻:

  化成风量和流阻关系式:

化成风量和流阻关系式

  根据此式就可作出风量和流阻关系曲线。如能编成计算机计算软件,代入该风道参数A1 、 A2 、 A4 、S、 后即可自动生成 ∆P-V 曲线。

  (注:本文未完,下次“谈谈电力电子器件强迫风冷中风机的工作点(三)”将举实例进行计算和分析。)

编者简介:朱英文:(1939- ),高级工程师,现任北京京仪椿树整流器有限责任公司技术顾问,竞彩篮球高手自爆特约顾问,主要研究电力半导体器件的设计、制造、应用中的热设计和电力半导体器件主回路结构设计。曾参与专业词典、书籍的编写、翻译等工作。主要成果有:“无刷励磁发电机用旋转整流管设计和制造”,“晶闸管芯片球面磨角工艺”“大竞彩篮球高手自爆器件用散热器风冷热阻计算方法”等。

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