A numeric simulation of transient thermal field in a transistorradiator system and its verification by measurements

• Autorzy: Gołębiewski J. , Łukjaniuk A. , Bycul R. P.

Warianty tytułu

PL

Numeryczna symulacja nieustalonego pola termicznego w układzie tranzystor-radiator i jej pomiarowa weryfikacja

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A physical and mathematical model of heat transfer in a system of a power transistor and forced air stream cooled radiator was presented. An important part of the model was the estimation of the heat transfer coefficient for forced convection and radiation. Transient thermal field was determined with the use of the finite element method by using a professional computer program NISA v. 16. The results were verified by doing measurements. Thermoelectric sensors of the T type, an NI 9211 module and an NI Signal Express computer program were utilized during the measuring. The relative difference between the results of the computations and the measurements did not exceed 15,5% in the transient state and it dropped to 6% in the steady state.

PL

W pracy przedstawiono fizyczny i matematyczny model propagacji ciepła w układzie tranzystora mocy i radiatora chłodzonego wentylatorem. Istotnym elementem modelu było oszacowanie współczynnika przejmowania ciepła z układu w warunkach wymuszonej konwekcji i promieniowania. Nieustalone pole termiczne wyznaczono metodą elementów skończonych za pomocą profesjonalnego programu NISA v.16. Wyniki numerycznej symulacji zweryfikowano na drodze pomiarowej. W tym celu wykorzystano termoelektryczne czujniki typu T, moduł NI 9211 oraz oprogramowanie NI Signal Express. Okazało się, że względna różnica między wynikami obliczeń i pomiarów nie przekroczyła w stanie przejściowym 15,5% i w stanie ustalonym zmalała do 6%.

Słowa kluczowe

EN

radiator; forced convection; transient thermal load; measurement

PL

radiator; konwekcja wymuszona; pole termiczne; pomiar

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 11
• Strony: 169--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gołębiewski J.

• Bialystok University of Technology

autor

Łukjaniuk A.

• Bialystok University of Technology

autor

Bycul R. P.

• Tieto Poland Ltd.

Bibliografia

• [1] Incropera F., DeWitt D., Bergman T., Lavine A.: Introduction to heat transfer. John Wiley&Sons, Hoboken, 2007.
• [2] Anders G.J.: Rating of electric power cables: ampacity computations for transmission, distribution and industrial applications. McGraw-Hill Professional, New York, 1997.
• [3] Schlichting H., Gersten K.: Boundary layer theory. Springer, Berlin, 2003.
• [4] Sobey I.J.: Introduction to interactive boundary layer theory. Oxford University Press, New York, 2001.
• [5] Lienhard IV J.H., Lienhard V J.H.: A heat transfer textbook. Phlogiston Press, Cambridge, 2006.
• [6] Wong Kau-Fui V.: Intermediate heat transfer. Taylor&Francis, New York, 2003.
• [7] Sikora J.: Numeryczne metody rozwiązywania zagadnień brzegowych (in Polish), Numerical methods of boundary problems solving. Politechnika Lubelska, Lublin, 2011.
• [8] Manuals for NISA v. 16. NISA suite of FEA software (CDROM). Cranes Software, Inc., Troy, 2008.
• [9] Brenner S., Scott R.L.: The mathematical theory of finite element methods. Springer, Berlin, 2008.
• [10] Szargut J. [i inni]: Modelowanie numeryczne pól temperatury (in Polish), Numerical modelling of temperature field. WNT, Warszawa, 1992.
• [11] Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J.: Metody numeryczne (in Polish), Numerical methods. WNT, Warszawa, 2009.
• [12] LabVIEW TM Signal Express TM: Getting started with LabVIEW Signal Express, http://www.ni.com/manuals/.