The objective of this work is to propose a thermal model for predicting the average air temperature inside the passenger cabin of a small-sized car that uses an HVAC system. The adopted model is a lumped parameter model that accounts for nine heat sources acting on the cabin. Additionally, the model presents a methodology for calculating the temperature at the evaporator outlet considering a linear temperature drop between its inlet and outlet as a function of sensitive heat, latent heat, evaporator input temperature, absolute humidity, enthalpy and specific heat. Sixteen experimental tests were con-ducted on a commercial vehicle under various operating conditions to validate the presented model. The maximum average relative deviation between the experimental and theoretical results was 17.73%.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przeanalizowano wpływ postaci modelu termicznego modułu IGBT na dokładność obliczeń jego charakterystyk statycznych. Moduł taki zawiera we wspólnej obudowie kilka struktur półprzewodnikowych. W rozważanym module zachodzi zjawisko samonagrzewanie w każdej strukturze półprzewodnikowej oraz wzajemne sprzężenia cieplne między każdą parą tych struktur. Rozważania przeprowadzono dla modułu zawierającego 2 tranzystory IGBT i dwie diody połączone w jedną gałąź falownika oraz termistor. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu programu SPICE uwzględniając 4 rodzaje modeli termicznych modułu. Pierwszy z nich nie uwzględnia ani samonagrzewania, ani wzajemnych sprzężeń cieplnych. Drugi uwzględnia jedynie samonagrzewanie w poszczególnych strukturach półprzewodnikowych. Trzeci model uwzględnia oba zjawiska cieplne charakteryzowane przez rezystancje termiczne o ustalonej wartości. Czwarty model uwzględnia oba zjawiska cieplne oraz zależność rezystancji termicznej od mocy traconej w poszczególnych strukturach półprzewodnikowych. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów uzyskanych dla trzech różnych warunków chłodzenia. Przedyskutowano zakres zastosowań poszczególnych modeli.
EN
This paper analyzes the influence of the form of the thermal model of the IGBT module on the accuracy of computations of their DC characteristics. Such a module contains several semiconductor dies in a common case. In such a module, the phenomenon of self-heating occurs in each semiconductor die and mutual thermal couplings between each pair of these dies. Considerations are made for the module containing 2 IGBTs and two diodes connected into one branch of the inverter and a thermistor. The investigations are carried out with the use of SPICE software, taking into account 4 types of thermal models of this module. The first one does not take into account either self-heating or mutual thermal couplings. The second takes into account only self-heating in individual semiconductor dies. The third model takes into account both thermal phenomena characterized by thermal resistances of a fixed value. The fourth model takes into account both thermal phenomena and the dependence of the thermal resistance on the power lost in individual semiconductor dies. The calculation results are compared with the measurement results obtained for three different cooling conditions. The range of application of individual models is discussed.
Metoda dynamicznego obciążenia linii (DLR) dowiodła swoich zalet na przestrzeni lat dzięki dziesiątkom udanych wdrożeń w Europie, obu Amerykach i Azji na liniach średniego (SN) i najwyższego (NW) napięcia. Nadal się ją rozwija pod kierunkiem międzynarodowych organizacji normalizacyjnych IEEE i Cigré. Algorytmy obliczeniowe oceny poparte są pomiarami w terenie na liniach o krytycznych parametrach (stan linii i skuteczność chłodząca wiatru). Pozwoliło to osiągnąć znaczne zyski, gwarantując jednocześnie bezpieczeństwo pracy. Symulacje mogą również obsługiwać strategie wdrażania, identyfikując linie o największych potencjalnych zyskach. Inżynierowie nadzoru posługują się oceną stanu linii w czasie rzeczywistym i prognozą na dzień bieżący w codziennej pracy, a prognozy dla dnia następnego służą do planowania zdolności przesyłowych linii i zapotrzebowania na energię. Narzędzia do wizualizacji (interfejs człowiek - maszyna i pliki danych historycznych) wdrażane są za pomocą bezpiecznej komunikacji. Ostatecznym celem metody dynamicznego obciążania linii jest integracja z systemami SCADA/EMS/DMS, wdrożonymi u dużych dostawców energii.
EN
Dynamic line rating has proven its benefits over the years with tens of successful deployments in Europe, the Americas and Asia on HV and EHV lines. It is continuing its development under the guidance of international standard organisations IEEE and CIGRÉ. Rating computation algorithms are backed by field measurements of critical parameters (line condition and effective wind). Hence significant gains are identified while safety of operation is guaranteed. Simulations can also support deployment policies by identifying lines with the best potential gains. Control room engineers use real-time ratings and same-day forecasts for day-to-day operation, and day-ahead forecasts for capacity planning and energy markets. Visualisation tools (human-machine interface and historical data files) are implemented with secure communications. The ultimate destination of dynamic line rating data is integration into scada/EMS/DMS systems, that has been performed with major vendors.
The paper is focused on creating a thermal model which provides information about the thermal conditions in the semiconductor devices. Increasing the current density and pressure on prices make the optimization of thermal systems an important part in the design process. Simulation analysis has become with development of computer technology an excellent equipment to achieve it. In creating the model, we take account of material and geometric parameters of bonded chips. By the simulation we obtain the necessary information about the components and thermal stresses, these results can be applied in the device design procedure and technology of production. Resistance to bonded diodes is determined by chip parameters and bonding parameters such as the number of bundles, their spacing, and material. Resistance in practice is determined by experimentally measuring IFSM, a peak permeable, unrepeatable current. Also, in the work we analysed voltage-current VA characteristics of power diodes such as threshold voltage, also the closing voltage we tested functionality and we observe changes in the behaviour of the component and, last but not least, the characteristics of thermal resistance and thermal impedance that served as elements for the construction of an equivalent model. In the next part of the paper, in the context of the works, the methods of bindings of PCB components are currently being extended and used in current technological processes and we also concentrate on the dimensional parameters of the modules used to create an equivalent electrical circuit. The presented assembled simplified model respects the chip size, number of bonding wires, and their layout on the chip. For the concept of nine bonds, we had two types of placement from a variety of bonds, so we also respected this factor in the design of the model. As an example, there is a diode module investigated (SKEE SEMIPACK® 2, 1600V/174A).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a thermal analysis of elements of the exhaust system of the redesigned airplane I-23. In order to improve the thermal performance of the exhaust system and decrease thermal loads inside the engine bay, modifications of the initial geometry of the cover pipe were proposed. This pipe shields the nacelle interior from thermal interaction and direct contact with the hot exhaust pipe. Several openings were created in its wall to increase the mass flow rate of the cold air sucked in from the nacelle interior to the gap between the exhaust pipe and its cover due to the ejector effect. Then numerical models were developed and simulations for flight conditions were carried out for the original and modified exhaust systems. The results obtained for both geometries were compared, showing that openings in the cover duct resulted in a high mass flow rate flowing through the gap between exhaust pipe and its cover and a lower exhaust pipe temperature. Even though the number, locations and cross-section area of the openings were selected arbitrarily, better thermal performance was obtained for the modified exhaust system.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, a validated numerical model was introduced to determine the temperature and velocity fields outside the electric motor. The analysed object was a brushless permanent magnet motor (PM BLDC) having a rated power of 431 W with neodymium permanent magnets located on the rotor. The temperature and velocity measurements were conducted using thermocouples and constant-temperature anemometers. The numerical model covered the investigated motor and the same unit working as a generator and the air volume around them in order to improve the heat dissipation conditions. The numerical results show a satisfactory agreement with the values obtained during the measurements.
PL
W pracy przedstawiono zwalidowany eksperymentalnie model numeryczny do wyznaczenia pola temperatury oraz prędkości na obudowie oraz wokół bezszczotkowego silnika elektrycznego małej mocy. Pomiary temperatury i prędkości przeprowadzono na stanowisku badawczym za pomocą termopar oraz anemometrów stałotemperaturowych i posłużyły one do walidacji modelu. Model numeryczny obejmował silnik wraz z obciążającą go prądnicą oraz bryłę powietrza wokół obu maszyn w celu dokładniejszego odwzorowania warunków wymiany ciepła. Wyniki otrzymane z modelu numerycznego wykazały satysfakcjonującą zgodność z wartościami otrzymanymi podczas pomiaru.
Measurement of the perfusion coefficient and thermal parameters of skin tissue using dynamic thermography is presented in this paper. A novel approach based on cold provocation and thermal modelling of skin tissue is presented. The measurement was performed on a person’s forearm using a special cooling device equipped with the Peltier module. The proposed method first cools the skin, and then measures the changes of its temperature matching the measurement results with a heat transfer model to estimate the skin perfusion and other thermal parameters. In order to assess correctness of the proposed approach, the uncertainty analysis was performed.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono zwalidowany eksperymentalnie model numeryczny do wyznaczenia pola temperatury oraz prędkości wokół bezszczotkowego silnika elektrycznego małej mocy. Pomiary temperatury i prędkości przeprowadzono za pomocą termopar oraz anemometrów stałotemperaturowych. Model numeryczny obejmował silnik wraz z obciążającą go prądnicą oraz bryłę powietrza wokół obu maszyn w celu dokładniejszego odwzorowania warunków wymiany ciepła. Wyniki otrzymane z modelu numerycznego wykazały satysfakcjonującą zgodność z wartościami otrzymanymi podczas pomiaru.
EN
In the paper, a validated numerical model was introduced to determine the temperature and velocity fields outside the electric motor. The analysed object was a brushless permanent magnet motor (PM BLDC) having a rated power of 431 W with neodymium permanent magnets located on the rotor. The temperature and velocity measurements were conducted using thermocouples and constant-temperature anemometers. Numerical model covered the motor with its loading as a generator and the air volume around them in order to improve the heat dissipation conditions. The numerical result show a satisfactory agreement with the values obtained during measurements.
Results of a project searching for objective, quantitative evaluation of postoperative wound healing in cardiosurgery are presented. We propose simple thermal models of the healing processes after cardiosurgery interventions as objective descriptors allowing classification of patients for extraction and following recovery at home or for prolonged treatment in a hospital. Classification of healing as the normal process or as a process with complications is possible based on temporal changes of proposed thermal descriptors.
The paper presents analytical and numerical model calculation results of the temperature distribution along the thermal flow meter. Results show a very good conformity between numerical and analytical model. Apart from the calculation results the experimental investigations are presented. The author performed the test where a temperature of duct wall surface was measured. Therelation between mass flow rate in terms of the duct surface temperature difference was developed.
This paper describes a method for obtaining an equivalent thermal model of a stator slot, in order to simplify the calculation of desired temperatures in an electrical machine winding. In order to evaluate the method, results from the equivalent model are compared with model of randomly placed conductors in the stator winding.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu sposobu mocowania elementu półprzewodnikowego na jego przejściową impedancję termiczną. Opisano zastosowaną przez autorów metodę pomiaru tego parametru oraz wyniki pomiarów cza-sowych przebiegów przejściowej impedancji termicznej wybranych typów tranzystorów pracujących przy różnych warunkach mocowania. Przy wykorzystaniu autorskiego programu ESTYM wyznaczono wartości parametrów modelu przejściowej impedancji termicznej i przeanalizowano wpływ sposobu mocowania na wartości tych parametrów. Badania przeprowadzono zarówno dla elementów pracujących pojedynczo, jak i dla analogowego układu scalonego oraz tranzystorów pracujących na wspólnym radiatorze.
EN
In the paper some results of investigations of the influence of the manner of mounting semiconductor devices on its transient thermal impedance are presented. The applied by the authors the method of measurements of this parameter is described and some results of measurements of waveforms of the transient thermal impedance of selected types of transistors operating at different mounting conditions are shown. With the use of the authors’ program ESTYM the values of parameters of the model of the transient thermal impedance were estimated. The influence of the manner of mounting manner on the value of these parameters is analysed. Investigations were passed both for devices operating one by one, as and for the analog integrated circuit and transistors situating on the common heat-sink.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The response of the Photovoltaic (PV) module is dynamic with respect to the changes in its incomings. Steady state models of the operating temperature cannot be justified when rapidly changes of conditions occurs. In this paper, it is of interest to evaluate performance of PV module using dynamic thermal model. Electric circuit elements are used in the proposed dynamic model of PV module. Therefore, ‘Node Analysis’ method is applied for analysis of nonlinear circuit. In real conditions, the effective PV module operating temperature is affected by randomly varying of solar radiation, ambient temperature and wind speed. Hence, these have been applied as incomings of PV module dynamic model. Performance of PV module has been verified on two atmospheric conditions. Finally, the effect of incomings on operating temperature of PV module has been discussed.
W pracy przedstawiono metodykę opisu transportu ciepła ze struktury półprzewodnikowej elementu elektronicznego do otoczenia. Uwzględniono wielodrogowość transportu ciepła oraz zaproponowano uniwersalną postać modelu termicznego elementu półprzewodnikowego stanowiącego część urządzenia elektronicznego znajdującego się w obudowie. Pokazano postać modeli termicznych elementu półprzewodnikowego z dwoma różnymi systemami chłodzenia oraz zaproponowano sposób wyznaczania wartości parametrów takiego modelu.
EN
In the paper the methodics of description of the heat transport from the interior of semiconductor devices to the surroundings is presented. The universal form of the thermal model of semiconductor device operating in any electronic equipment located inside any box with multipath heat transfer taken into account is proposed. Moreover, the form of the thermal model of the semiconductor device operated with two different cooling conditions is described. For this model also the manner of obtaining the values of parameters of such model is shown.
As the transformers are one of the expensive equipment of power systems optimum loading is notified by designers, nowadays loading was done base on the IEC and IEEE standards according to the hot spot temperature (HST) as an effective criteria on loading and overloading. To predict HST and TOT, many principal models have been proposed such as classic thermal, alternative thermal and dynamic thermal models. In this paper attempts have been made to introduce reliable and acceptable thermal models, and explain the procedure of calculating the top oil temperature and hot spot temperature as two criteria to evaluate the load ability and the insulation life of transformer. Eventually, different types of thermal models are compared with each other on a 30-MVA oil-natural air-forced transformer.
PL
W artykule zaproponowano sposób tworzenia modelu termicznego transformatora, oraz opisano procedurę obliczania maksymalnej temperatury oleju i uzwojeń. Te dwie wartości zdefiniowano jako parametry określające dopuszczalną obciążalność i żywotność izolacji transformatora. Dokonano porównania różnych modeli termicznych, stworzonych na podstawie 30 MVA transformatora z olejem naturalnym i wymuszonym obiegiem powietrza.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
We present a VCSEL model that addresses the spatial dependence and thermal behavior of VCSELs based on multimode rate equations without sacrificing the numerical efficiency demanded by the circuit-level simulation of optoelectronic systems. The model is more comprehensive and parameters are easier to determine. The equivalent circuit of the model and expressions of circuit elements are given. It is implemented into SPICE-like simulators to simulate the dc, ac and transient features of VCSELs. The simulated results exhibit good agreements with references.
PL
Zaprezentowano model lasera typu VCSEL (vertical cavity surface emitting laser). Analizowano właściwości przestrzenne i termiczne. Zaproponowano schemat zastępczy modelu i przeprowadzono symulacje.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodę analizy cieplnej silnika indukcyjnego klatkowego opartą na metodzie schematów cieplnych. Opracowano zastępczy schemat cieplny silnika indukcyjnego małej mocy, który został zaimplementowany w programie PLECS. Za pomocą zbudowanego modelu możliwe jest wyznaczenie zmian temperatury w poszczególnych elementach silnika w czasie jego pracy. Pozwala to na określenie na etapie projektowania stopnia wykorzystania maszyny oraz wyznaczenia obciążalności. Otrzymane wyniki z symulacji komputerowych zostały zweryfikowane pomiarami wykonanymi na modelu fizycznym silnika.
EN
The work describes a method of thermal calculations for an induction motor. Thermal model of the analyzed motor was built based on the thermal network method and was implemented in PLECS package. A model of motor presented in the paper allows to determine temperatures of particular components of the machine. Simulations were performed for different motor operating states Simulation results, were verified by measurements performed on the physical model of the motor. Temperature measurements were made with use of LabView environment.
Artykuł porusza zagadnienie modelowania zjawisk cieplnych zachodzących podczas pracy nowoczesnych przyrządów półprzewodnikowych, jakimi są optycznie pompowane lasery typu VECSEL, znane również pod nazwą SDL. Przy pomocy samouzgodnionego modelu cieplnego wykorzystującego metody elementów skończonych dokonano numerycznej analizy własności cieplnych tych przyrządów, obejmującej porównanie różnych sposobów montażu oraz wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych na przyrost temperatury w ich obszarze czynnym. Symulacje przeprowadzono dla lasera typu VECSEL z obszarem czynnym w postaci wielokrotnej studni kwantowej GalnNAs/GaAs, emilującego promieniowanie o długości fali z zakresu drugiego okna optycznego telekomunikacji światłowodowej (1.31 žm).
EN
The paper is devoted to thermal modeling of optically pumped vertical-external-cavily surface-emitting lasers (VECSELs) also known as semiconductor disc lasers (SDLs) With the aid of self-consistent thermal-finite element method comparative analysis of thermal properties of various assembly configurations and influence of different design parameters on temperature increase in (he active region have been carried out. As the subject of thermal modeling GaInNAs/GaAs VECSEL operating at the second telecom window (1.31 žm) has been chosen.
W pracy podjęto problem niedoskonałości rozliczeń kosztów ogrzewania w budynkach wielolokalowych. Przedstawiono oryginalny obwodowy model cieplny budynku oraz rozwiązania jego równań dla stałych i zmiennych składników mocy cieplnych źródłowych. Do analizy wzięto jeden z lokali leżących w środkowej części budynku. Badania dotyczyły stanów ustalonych w obwodzie modelowym przy określonym poborze ciepła z instalacji grzewczej w lokalu i w całym budynku. Obserwowano, jak symulowane zmiany warunków ogrzewania i przewietrzania tego lokalu wpływają na efektywność (stopień) wykorzystania mocy cieplnej w miejscu jej poboru. Określono składniki rozliczeniowe kosztu ogrzewania i przedstawiono wyniki indywidualnych rozliczeń kosztu ciepła zuży-tego do ogrzewania lokali. Na podstawie rozrzutu opłat dla wybranego lokalu, występujących przy różnych sposobach rozliczania kosztów, sformułowano wnioski dotyczące stawek za ogrzewanie. Potwierdziły one konieczność modyfikacji stosowanej obecnie metody rozliczeń kosztów ciepła.
EN
The paper deals with the problem of incorrect accounting settlement for the heating in multi-apartment buildings. An innovative circuit model for the building thermal system has been presented and solutions of equations for fixed and variable thermal power inputs have been given. An apartment located in the mid-dle part of the building has been selected for detailed studies. The research was related to steady states in circuit model for a specified heat consumption in the apartment under consideration and in the entire building. It was examined how simulated variations of heating and ventilation in the flat affect the thermal power efficiency at the heat delivery point. The components of account settlement for the heating have been specified and results of individual heat cost accounting have been given. The findings from the study, based on the dispersion of charges calculated in different ways for the same flat, confirmed the need to modify the currently used method of heating cost settlement.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.