电子设备热设计综合实验.docx

************大学 电子机械综合实验 课程实验报告实验名称 电子设备热设计综合实验 成 绩 机电工程 学院 ****** 班姓名 ****** 学号 ********** 同作者 **************** 实验日期 2016 年 12 月 26 日指导教师评语： 指导教师： 年 月 日实验报告内容基本要求及参考格式一、实验目的二、实验所用仪器（或实验环境）三、实验基本原理及步骤（或方案设计及理论计算）四、实验数据记录（或仿真及软件设计）五、实验结果分析及回答问题（或测试环境及测试结果）六、实验小组个人工作内容及实验总结电子设备热设计实验第一阶段实验报告一、实验目的在电子机械设备正常运转和工作中，由于阻性元件的存在不可避免地会产生大量热量。如果不能将产生的热量及时导出设备体外，则会导致设备器件表面温度上升，温度超过规定后势必影响该设备的功能实现。尤其是如今电子元器件高度集成化，其散热问题则更加尖锐和突出。本实验旨在模拟一个电子设备的发热模型，通过常见的散热方式对设备进行散热处理，通过实验结果的对比分析，探究常见散热方法的散热效率。同时，借助相应热分析软件icepak进行实验的仿真，熟悉该软件的使用过程，并将仿真结果与实验结果进行对比，分析产生误差的原因。最终基于多组实验的实验结果分析，探究散热效率最高的散热方式。实验器材电子设备模拟发热实验平台 1套测量工具（包括游标卡尺及直尺等） 1套多路温度巡检仪 1台实验平台主机 1台温度采集仪 1个散热风扇 1个肋板散热器 1个热电偶测温仪 1套三、实验内容搭建电子模拟发热实验平台，并连接PC分析端。在初步实验探究自然对流散热模型时，分别设置陶瓷发热片的发热功率为4w和5w，观察温度变化曲线，当温度区域稳定时，记录该发热功率下发热片的最高温度。得到实验结果后，在icepak热分析软件中搭建此平台模型，设定实验装置各相关参数，分别进行模拟仿真。得到温度云图后记录对应发热功率下最高温度，与实际实验结果对比，分析实验误差产生的原因，并且探究更为有效的散热方试。四、实验步骤实测过程 1、搭建电子发热模拟装置； 2、连接温度采集仪、A/D转换器及PC分析端； 3、分别设置发热片功率为4W和5W时，记录此时发热片的温度； 4、测量模拟发热装置的几何尺寸。 5、实测数据记录。实验结果： 室温：25.5℃热源发热功率4W5W热源表面温度/℃96.5103 二、仿真过程 问题描述：机柜包含有一个陶瓷发热片，6个wall作为设备壳体，5个开孔opening，2个支架block，一个基板plate和一个发热片block。设置发热片功率为4W和5W，当环境温度为25.5℃时，测量其表面温度。 1、打开一个新的project； 2、建立模型； 3、网格生成； 4、检查气流； 5、保存文件； 6、求解计算； 7、检查结果。最终，我们设定热源发热功率为5W，得到热源表面温度云图如下所示： 综合实测记录数据及实验仿真结果对比，可得：发热功率/W实测结果/℃仿真结果/℃误差510397.655.48%实验结果分析经过实际进行实验测量与在icepak软件上仿真的结果相对比，可以发现，实际所测与仿真结果仍存在较大差异，这其中误差的来源有许多，我们小组经过对实验过程的分析讨论，认为以下影响因素是导致产生误差的主要原因。首先是对于实验电子发热模拟装置的测量存在误差，比如对于实验的箱体、发热源、亚克力板的厚度等测量存在误差，最终导致所建立的模型存在形体上的偏差，进而导致实验结果也产生了一定的影响；另外，在使用热电偶测温仪测量发热源表面温度时，由于热电偶与发热源接触不充分导致热电偶测温存在偏差。而且由于使用胶带进行固定，对于热源表面的温度场也会产生一定的影响。还有，由于记录温度时由于温度未达到理想的稳定状态就进行记录，也会造成实验的误差；在进行实际的实验测量时，由于周围人员的走动从而影响了测量装置周围的流场，在对于测量自然对流的散热情况时，这一因素影响较为显著；当然，由于对于热仿真软件icepak本身使用的不熟悉，在建立模型时存在误差，在设定各个模块的参数时会有疏漏甚至于错误，当然，这些对于实验结果都是有影响的。实验总结此次实验的内容是对于自然对流情况下的散热状况进行模拟仿真，当然，物体主要靠三种换