Teza Iliescu Irina

7/23/2019 Teza Iliescu Irina

1/78

ROMNIAMINISTERUL APRRII NAIONALE

ACADEMIA TEHNIC MILITAR

Ing. av. IRINA ILIESCU

REZUMAT TEZ DE DOCTORAT

TEM: STUDIUL FENOMENELOR TERMICE

SPECIFICE APARATURII DE BORD DEAVIAIE

CONDUCTOR TIINIFICPr!. "n#v. $r. #ng. TEFAN STERIE

BUCURETI%&&'

2


2/78

CUPRINS

Introducere .................................................................................................... 6CAPITOLUL (

INSTALAII DE BORD LA AVIOANELE DE TRANSPORTI CERCETRI )N ANALIZA FENOMENELOR TERMICE.

OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT1.1 Noiuni generale .............. 11

1.1.1 Clasificarea zborurilor.................................................................... 111.1.2 Cerinele impuse avionului de transport modern............................ 12

1.1.2.1 Fuzelajul i cerine de ordin aerodinamic...................... 121.1.2.2 !tructura de rezisten".................................................... 12

1.2 Instalaia #idraulic"....................................................................................... 1$1.$ Instalaia de energie electric"....................................................................... 1%1.% Instalaia antiincendiar"................................................................................ 1&1.& Instalaia de aer..................................................................................... 161.6 !istemul de presurizare................................................................................. 1'1.( Instalaia de o)igen....................................................................................... 1'1.' *cuaia c"ldurii +n transferul termic unidimensional +n regim nestaionar .. 1,1., Fenomene termoelectrice..... 22

1.,.1 *lemente de termodinamic" relativ la efectele !eebec- /eltier i0#omson............................. 2$

1.,.2 egile termoelectricit"ii................................................................. 2%1.1 Caracteristici termice ale radiatoarelor utilizate +n montaje electronice ..... 2&1.11 Cercet"ri actuale cu metode moderne +n studiul transferului termic +n

ec#ipamente electronice .............................................................................. 2(1.12 3biectivele tezei de doctorat ....................................................................... $2

CAPITOLUL %CALCULUL SOLICITRILOR TERMICE ALE CILORDE CURENT )N RE*IM STAIONAR I NESTAIONAR

2.1 4eneralit"i................................................................................................... $$2.2 *cuaia general" pentru calculul solicit"rilor termice ale c"ilor de curent .. $%2.$ /rocesul termic staionar al unui conductor parcurs de un curent de lung"

durat" i f"r" variaie a)ial" de temperatur"................................................. %2.% /rocesul termic staionar al unui sistem conductor neomogen c5nd e)ist"un flu) termic longitudinal egalizator.......................................................... %1

2.& /rocesul termic staionar al unui conductor cu seciunea constant" c5ndla cap"tul acestuia e)ist" o surs" caloric" e)terioar" .................................. %&

2.6. !tudiu de caz 2.1 lgoritm pentru calculul temperaturilor +n sistemulneomogen cu n contacte frontale ................................................................. %6

2.( /rocese termice nestaionare +n aparatele electrice...................................... &22.(.1 Caracteristicile solicit"rilor termice tranzitorii............................... &22.(.2 Calculul +nc"lzirii i r"cirii tranzitorii a c"ilor de curent omogene

+n ipotezele teoriei clasice .............................................................. &$2.(.$ Calculul solicit"rilor termice nestaionare +n ipotezele teorieiclasice dezvoltate ........................................................................... &6

$


3/78

CAPITOLUL 3MSURAREA PRESIUNII STATICE

LA MICRI SUBSONICE I SUPERSONICE

$.1 specte generale........................................................................................... 62$.1.1 ocalizarea a)ial" a orificiilor +n partea frontal" a sondei depresiune static" .............................................................................. 62

$.1.2 ocalizarea a)ial" a orificiilor +n spatele bordului de atac............. 66$.1.$ 0uburi conice subiri de prelevare a presiunii statice .................... 6,$.1.% 7imensiunea orificiilor i configuraia acestora............................. 6,

$.2 7etermin"ri numerice................................................................................... ($.2.1 7eterminarea presiunii pe suprafaa sondei f"r" orificii ............... ($.2.2 7eterminarea presiunii pe suprafaa sondei cu orificii .................. (%

CAPITOLUL +METODA VOLUMELOR FINITE )N REZOLVAREA PROBLEMELOR DEDINAMICA FLUIDELOR I DE TRANSFER TERMIC

%.1 8odelul N9I*: ; !03N37!................ ,2%.2.1 Caracteristicile curgerilor turbulente.............. ,2%.2.2 3peratori de mediere.............. ,%

%.$ !c#eme cu volume finite. Formul"ri generale.............................................. ,6%.$.1 7efinirea grilei i a volumelor de control....................................... ,'%.$.2 Calculul elementelor geometrice.................................................... ,'%.$.$ Flu)ul numeric prin fetele celulei................................................... 11%.$.% *stimarea gradientului necunoscutelor........................................... 16

%.% *cuaia de difuzie......................................................................................... 1,%.& *cuaia de convecie ; difuzie staionar"...................................................... 1,

%.&.1 !c#ema centrat".............................................................................. 11%.&.2 !c#ema up?ind.............................................................................. 112

%.6 Funcionala i ecuaia transferului de c"ldur" +n regim nestaionar ............ 11%%.( !tudiu de caz %.1. 8odelarea c5mpului termic pentru transferul termic

prin conductibilitate cu metoda elementelor finite ...................................... 116

CAPITOLUL ,CALCULUL SISTEMULUI DE RCIRE CU AER

AL UNUI MICROPROCESOR ELECTRONIC&.1 4eneralit"i .................................................................................................. 11'&.2 8odelarea i calculul ventilatorului ................ 12&.$ 7istribuia de viteze i presiuni +n ventilator................................................ 122&.% Calculul sistemului termic procesor = radiator=ventilator ............................ 12(

%


4/78

&.%.1 Calcul +n regim staionar ................................................................ (%-&.%.2 Calcul +n regim nestaionar ................................................... ((

CAPITOLUL 'CERCETRI E/PERIMENTALE

I PRELUCRRI STATISTICE6.1 7escrierea e)perimentului ........................................................................... 1$(6.2 7ate e)perimentale. 9arianta f"r" ventilator de sistem ............................... 1%

6.2.1 9alori numerice obinute prin interpolare liniar" .......................... 1%26.2.2 Interpolarea polinomial" ............................................................... 1%2

6.2.2.1 /olinom de regresie polinomial" pentru seria 81 ..... 1%$6.2.2.2 /olinom de regresie polinomial" pentru seria 82 ..... 1%%

6.2.$ bateri +ntre valorile seriilor i valorile funciilor de interpolare 1%&6.$ 7ate e)perimentale. 9arianta cu ventilator de sistem +n poziia opus"

ansamblului 8:9 ....................................................................................... 1%'

6.$.1 9alori numerice obinute prin interpolare liniar" ....................... 1&6.$.2 Interpolarea polinomial" ............................................................. 1&16.$.2.1 /olinom de regresie polinomial" pentru seria 8$...... 1&16.$.2.2 /olinom de regresie polinomial" pentru seria 8% ..... 1&1

6.$.$ bateri +ntre valorile seriilor i valorile funciilor de interpolare 1&26.% 7ate e)perimentale. 9arianta cu ventilator de sistem +n vecin"tatea

ansamblului 8:9 ........................................................................................ 1&&6.%.1 9alori numerice obinute prin interpolare liniar" ....................... 1&(6.%.2 Interpolarea polinomial" ............................................................. 1&(

6.%.2.1 /olinom de regresie polinomial" pentru seria 8& ..... 1&(

6.%.2.2 /olinom de regresie polinomial" pentru seria 86 ..... 1&'6.%.$ bateri +ntre valorile seriilor i valorile funciilor de interpolare 1&,6.& Indicatori numerici pentru serii statistice cu o singur" caracteristic" .......... 162

CAPITOLUL -CONCLUZII I CONTRIBUII

(.1 Concluzii ...................................................................................................... 16((.2 Contribuii .................................................................................................... 16'

@ibliografie .................................................................................................. 1(%

INTRODUCERE

&


5/78

ucrarea de doctorat analizeaz" fenomenele termice specifice aparaturii debord de aviaie. /arametrul cu care se apreciaz" transferul termic estetemperatura. 0ermodinamica fenomenologic" introduce temperatura ca fiind

parametrul comun a dou" corpuri aflate +n contact termic la ec#ilibru.

0ermodinamica statistic" definete temperatura ca fiind m"rimea global" aintensit"ii proceselor microscopice care determin" energia intern" termic"Acinetic"B a unui sistem agitaia termic" a moleculelor de la lic#ide i gazevibraia atomilor i micarea electronilor liberi la metale etc.n cadrul transferului de c"ldur" sunt analizate procesele spontane

ireversibile +n care energia se sc#imb" +ntre corpuri AsistemeB sub form" de c"ldur".!tudiul transferului de c"ldur" +i propune s" evidenieze efectele fizice asociatec"ldurii i s" dezvolte metode tiinifice de analiz" care ofer" informaii legate de

performana sau proiectarea unui anume sistem sau proces. F"r" cunoaterea

legilor specifice transferului de c"ldur" i a propriet"ilor termofizice alematerialelor utilizate este imposibil de efectuat calculul de dimensionare alcomponentelor utilizate.

Calculul proceselor de transfer de c"ldur" necesit" cunoaterea distribuieitemperaturii +n spaiu i timp care se obine prin rezolvarea unor ecuaiidifereniale specifice proceselor respective ecuaii derivate de regul" din bilanuride energie.

ucrarea de doctorat este structurat" pe urm"toarele capitoleDCa0#12"2 ( 3 In41a2a5## $6 7r$ 2a av#an626 $6 1ran40r1 8# 96r961r# ;n

ana2#Ca29"2"2 42#9#1r#2r 16r=#96 a26 9#2r $6 9"r6n1 ;n r6g#=41a5#nar 8# n641a5#nar?conine dateprivind solicit"rile termice ale c"ilor decurent determinate de caracterul proceselor interne de dezvoltare a c"ldurii desursele calorice +nvecinate felul transmisiei c"ldurii i mediul ambiant. n ipotezac" pierderile dezvoltate +n masa acestora sunt uniform distribuite Ala +nc"lzirea princurent continuuB i lu5nd +n considerare c" materialele conductoare au o mareconductivitate termic" c"derile de temperatur" +n seciunile c"ilor de curent icalculele proceselor termice ale acestor c"i ce se pot particulariza pentru transmisiac"ldurii prin conducie dup" o singur" direcie funcia GA)tB caracteriz5nd variaia

temperaturii +n spaiu A+n lungul a)ei c"ii de curentB i +n timp. 7e asemenea icondiiile de frontier" se vor considera unidimensionale ca funcii de ).naliza solicit"rilor termice ale c"ilor de curent de regul" se efectuiaz" pe

6


6/78

baza unor apro)im"ri. stfel se consider" c" pierderile specifice sunt uniform

distribuite i sunt constante med) ) pp p -= unde ( )2 H) med) a ap 1= + suntpierderile specifice calculate pentru curent continuu sau pentru valoarea efectiv" adensit"ii de curent medii 1med) ) I

= +n seciunea considerat" de arie ) prin

care trece curentul efectiv I iar1

p 1 - : :

= este coeficientul piederilorsuplimentare unde 1: i : sunt rezistenele active ale unui segment din calea decurent +n curent alternativ i curent continuu.

*cuaia general" a bilanului termic pentru un conductor dat

( ) ( ) ( )2

2

d a2

sc ) t ) t ) t

t )

= +

permiteD

= studiul procesului termic staionar al unui conductor parcurs de un curentde lung" durat" i f"r" variaie a)ial" de temperatur"

= analiza procesului termic staionar al unui sistem conductor neomogenc5nd e)ist" un flu) termic longitudinal egalizator

= i calculul procesului termic staionar al unui conductor cu seciuneaconstant" c5nd la cap"tul acestuia e)ist" o surs" caloric" e)terioar".

n studiul de caz 2.1 se prezint" un algoritm pentru calculul temperaturilor +nsistemul neomogen cu n J 2 contacte frontale iar +n studiul de caz 2.2 seanalizeaz" un sistem neomogen de lungime infinit" compus din ase c"i de curentaflate +n jonciune frontal" +n cele cinci seciuni de contact. !tudiul proceselor termice nestaionare +n aparatele electrice cuprindeD

= Caracteristicile solicit"rilor termice tranzitorii

= Calculul +nc"lzirii i r"cirii tranzitorii a c"ilor de curent omogene +nipotezele teoriei clasice i

= calculul solicit"rilor termice nestaionare +n ipotezele teoriei clasiceCa0#12"2 KM4"rar6a 0r64#"n## 41a1#96 2a =#89r# 4"74n#96 8#

4"06r4n#96? conine date privind proiectarea unei instalaii de m"surare apresiunii statice i g"sirea unei locaii a tubului de m"surare pe aeronav"deoarece curentul de aer din jurul acesteia este unic" pentru fiecare aeronav".7atorit" imposibilit"ii de a g"si o locaie pe sau +n apropierea aeronavei undeeroarea de m"surare a presiunii statice s" fie nul" pentru toate condiiile de zbor

problema devine de a alege o locaie unde eroarea s" fie de magnitudine c+t maimic" sau unde variaz" uniform cu num"rul 8ac# i ung#iul de atac.

!unt prezentate sonde de presiune static" pentru mic"rile subsonice isupersonice evideniindu=se variaia criteriului 2p L M AM v L2B = +n funcie de

poziia orificiilor de prelevare a presiunii statice i de num"rul 8ac#. n studiul decaz $.1 se determin" polinomul de apro)imare pentru variaia raportului cp L M +nfuncie de raportul ) L d pentru sonda de presiune static" subsonic" A8 J 6 . . .,B i sonda de presiune static" supersonic" la 8 J 2'(.

:ezultatele model"rii numerice obinute +n F*N0 sunt date printr=o

distribuie a presiunilor +n lungul unei generatoare a frontierei sondei i +n lungula)ei domeniului pentru regimurile de curgere subsonic i suprsonic. a mic"rile

(


7/78

supersonice se evideniaz" poziia undelor de oc variaiile presiunii i aletemperaturii.

*ste efectuat un studiu am"nunit legat de determinarea presiunii pesuprafaa sondei prev"zut" cu orificii. !=au analizat mic"ri cu viteze ale curentuluide aer de la 2& mLs la 1& mLs cu increment de 2& mLs. n figurile $.22 ; $.2( se

prezint" distribuia presiunilor statice pe un plan de simetrie.iar +n figurile $.2' ;$.$$ se evideniaz" distribuia presiunilor statice +ntru=un plan de seciune cecuprinde a)ele g"urilor.

Ca0#12"2 + >M61$a v2"=62r !#n#16 ;n r6


8/78

funcionalei care apoi se verific" cu ecuaia *uler=3strograds-i dac" conduce laecuaia diferenial" a transferului de c"ldur". 7ac" funcionala este verificat" se

pune condiia de e)trem din care rezult" sistemele de ecuaii algebrice saudifereniale specifice transferului de c"ldur".

n studiul de caz %.1. se modeleaz" c5mpul termic pentru transferul prin

conductibilitate cu metoda elementelor finite +n cazul corpurilor cu simetrie derotaie.Ca0#12"2 , 3Ca29"2"2 4#416="2"# $6 r9#r6 9" a6r a2 "n"# =#9r0r964r

62691rn#9E cuprinde date privind sistemul de r"cire cu aer al microprocesoruluiIntel /entium % cu frecvena de 2 4Pz alc"tuit dintr=un radiator ataat capsulei

procesorului i un ventilator care asigur" r"cirea forat" a radiatorului. /entrur"cirea procesorelor se folosesc ventilatoare a)iale o clasificare a lor put5nd fif"cut" dup" debitul de aer. legerea ventialatorului se face +n funcie de tipul

procesorului care se r"cete deci de puterea disipat" Asau de temperatura de

funcionareB a procesorului.0rebuie specificat c" sistemele de calcul actuale au i posibilitatea de a variaturaia ventialatorului Ade a controla sistemul de r"cireB pentru ca temperatura

procesorului s" nu dep"eac" o anumit" limit". n cercet"rile numerice care aufost efectuate aceast" opiune a fost anulat" astfel +nc5t turaia ventilatorului s=aconsiderat constant" i egal" cu 2' rotLmin Aturaie m"surat" de sistemB. !=a

proiectat i modelat ventilatorul a)ial care asigur" r"cirea procesorului studiat. /rintrei rafin"ri succesive a grilei dup" gradientul presiunii s=a obinut o reea cu6('%( celule. 7ebitul masic calulat care str"bate seciunea de evacuare este de.$6 -gLs. *roarea fa" de de calculul anterior este de .12Q.

8odelarea cu programul C3!83!8F3R a condus la determinareaD= distribuia de viteze pe palele i butucul ventilatorului= distribuia vectorilor viteza la 2 mm de butuc +n sensul de curgere= distribuia presiunilor manometrice la 2 mm de butuc +n sensul de

curgereCalculul sistemului termic procesor = radiator=ventilator s=a efectuat +n regim

staionar i nestaionar. n urma analizei s=a determinatD= c5mpul de temperaturi +n zona de fluid i de solid= distribuia de viteze +n jurul diferitelor seciuni prin radiator

= distribuia de presiuni +n jurul diferitelor seciuni prin radiator Ca0#12"2 ' 3C6r961r# 6@06r#=6n1a26 8# 0r62"9rr# 41a1#41#96?prezint"regimul termic de funcionare al sistemuluiD

= pornire sistem f"r" ventilator de sistem= e)perimente cu ventilator de sistem in pozitia 1 Ain faa incinteiB i

+nc"rcare 1Q a microprocesorului= e)perimente cu ventilator de sistem in pozitia 2 A+n spatele incinteiB i

+nc"rcare 1Q a microprocesorului./relucrarea datelor e)perimentale se bazeaz" pe ajustarea polinomial"D sunt

obinute polinoame de interpolare pentru fiecare fiecare serie statistic".Ca0#12"2 - 3Cn92"


9/78

doctorat.ucrarea are la baz" preocup"rile de cercetare teoretic" i e)perimental" i

informarea bibliografic" care cuprinde lucr"ri din ar" i str"in"tate.duc calde mulumiri Conducerii cademiei 0e#nice 8ilitare

conduc"torului tiinific domnul prof. univ. dr. ing !terie Stefan pentru +ndrumarea

permanent" i e)igena tiinific" pe toat" durata preg"tirii prin doctorat cadrelordidactice din 08 care m=au +ndrumat cu ocazia susinerii e)amenelor i areferatelor de doctorat membrilor Catedrei de sisteme integrate de aviaie imecanic" din 08 domnului Cdor. prof. univ. dr. ing. Constantin :otaru pentrudialogul tiinific purtat +n perioada elabor"rii tezei de doctorat domnului miralde flotil" ArB prof. univ. dr. ing. 7an Ioan Ionescu pentru sugestiile date cu privire laefectuarea cercet"rilor e)perimentale domnului general doctor inginer Iuliu drian4oleanu directorul general al Companiei :omavia pentru sustinerea permanenta

precum i familiei mele pentru sprijinul moral acordat.

CAPITOLUL (1


10/78

INSTALAII DE BORD LA AVIOANELE DE TRANSPORTI CERCETRI )N ANALIZA FENOMENELOR TERMICE.

OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT

(. In41a2a5#a $6 6n6rg#6 62691r#9

Instalaia de energie electric" de la bordul avioanelor alimenteaz" aparaturaradio iluminatul incandescent i fluorescent majoritatea aparatelor de bord dincare multe computerizate cum sunt cele din navigaie precum i asigurareafuncion"rii a sute de supape electromagnetice robinete etc. care se afl" +ncompunerea celorlalte instalaii i sisteme. 8odernizarea avioanelor din punctul devedere al utiliz"rii instalaiei electrice a condus la m"rirea siguranei zborurilor.vioanele moderne de transport posed" numai generatoare de curent alternativAc.a.B acesta fiind transformat +n curent continuu Ac.c.B pentru consumatorii de c.c.

cu ajutorul grupurilor de transformare i redresare T(' 2611,1%U.n figura 1.$.1. este reprezentat panoul de comand" i control a tuturor

surselor primare montat +n cabina ec#ipajului pe plafon.

Fig. 1.3.1. Panoul de comand i control al instalaiei de energie electric la avionul BAC.1.11:

1= comutator pentru verificarea invertorului 2 ; indicatorul de verificare a invertorului $ ; becalb % ; comutator pentru cuplarea sursei de la sol &= becuri portocalii de avertizare a joasei

presiuni la C!7 AConstant !peed 7riveB 6 ; frecvenmetru ( ; comutatoare de decuplare C!7+n caz de defectare a generatorului ' ; voltmetru , ; -ilovolltametre pentru primele dou"generatoare 1 ; comutator de selectare a sursei de energie electric" +n vederea verific"rii

frecvenei i tensiunii c.a. (. F6n=6n6 16r=62691r#96

11


11/78

n orice material conduc"tor supus unui gradient de temperatur" estegenerat" o tensiuneelectric". cest fenomen numitefect !eebec- absolut *!Beste caracterizat princoeficientul !eebec- absolut definit ca variaia instantanee*! +n raport cu temperatura pentru o temperatur" dat" J TdA*!BLd0Ui sedatoreaz" difuziei de purt"tori de sarcin" cu energie mai mare din zona cu

temperatura ridicat" 0 V 0 spre zonele cu temperatura mai cobor5t" 0. plicareaunei diferene de temperaturi la capetele unui cuplu termoelectric format din dou"materiale conductoare diferite va produce o tensiune la nivelul circuitului funciede distribuia de temperatur" fig.1.,.1 T$,1$(U.

Fig. 1.9.1. Circuitul specific efectului ee!ec".

0ensiunea rezultat" se numete tensiune termoelectromotoare relativ"!eebec- A00:!B. *a apare numai pe bazadiferenei de potenial intern respectiv*! la nivelul materialelor din care este confecionat. Coeficientul relativ!eebec- AC:!B se definete ca valoarea instantanee de variaie a tensiuniitermoelectromotoare relative !eebec- cu temperaturaD

C:! J TdA00:!BLd0U.

Cea mai important" aplicaie a fenomenului !eebec- este m"surareatemperaturi prin termometrie termoelectric". cest lucru este posibil datorit"faptului c" energia termic" este convertit" direct +n energie electric".

Fig. 1.9.#. Circuit specific efectului Peltier

/eltier a demonstrat c" energia sub form" de c"ldur" este absorbit" saueliberat" atunci c5nd un curent electric str"bate un circuit format din dou"materiale diferite fig. 1.,.2. celai fenomen apare i datorit" unor propriet"ide neomogenitate gradieni de concentraie sau interfaa materialelormultifaz" la nivelul conductorilor.

*fectul 0#omson este egal cu sc#imbul de c"ldur" reversibil +n interiorulunui conductor omogen aflat +ntr=un gradient de temperatur" i concomitent supusunui curent electric.cest efect poate s" apar" +n orice segment neizoterm al unui

12


12/78

conductor. Coeficientul 0#omson este egal cu valoarea c"ldurii reversibilesc#imbate +ntr=un conductor raportat" la unitatea de gradient de temperatur" i deunitatea de curent. 0#omson a denumit=o Kc"ldura specific" de electricitateE.*fectul 0#omson nu este o tensiune c#iar dac" la fel ca i efectul /eltier estee)primat +n unit"i de energie ce conine voli+n unitatea de m"sur".

(..(E26=6n16 $6 16r=$#na=#9 r62a1#v 2a 6!691626 S66769 P621#6r 8#T=4n

n condiiile +n care 0 tinde spre zero obinem variaia instantanee acoeficientului /eltier +n raport cu emperatura. stfel ecuaia A1.$B avea e)presiaD

B;Ad0

d

d0

d*@

@@ +

= . A1.$1B

ceast" e)presie reprezint" teorema termodinamic" fundamental" pentru un

circuit termoelectric +nc#is. *a ne arat" relaiile energetice de leg"tur" +ntre efectulelectric !eebec- i efectele termice /eltier i 0#omson. Componentele e)presieiA1.$1B reprezint" fenomene termice distincte induse de tensineatermoelectromotoare relativ" !eebec- ce rezult" datorit" gradientului detemperatur" AenergieB de la nivelul conductoarelor i @ T$,1$(U.

(..% L6g#26 16r=62691r#9#15##

C5nd dou" termoelemente confecionate din acelai material omogenformeaz" un termocuplu conform ecuaiei A1.$1B nu va e)ista nici o tensiunetermoelectromotoare indus" deoarece cele dou" valori i @sunt identice.

0ot din ecuaia A1.$1B rezult" c" +n absena unei diferene de temperatur" +ntrecapetele unui conductor omogen valoarea tensiunii termoelectromotoare e)istente+n conductor va fi nul" c#iar i +n prezena unui gradient termic la nivelulconductorului.

3 alt" lege purt5nd acelai nume precizeaz" ce valoarea coeficienilorrelativi !eebec- a dou" termocupluri formate din termoelementele ;C i C;@fiecare av5nd temperaturile jonciunilor la aceeai valoare pot fi e)primai prind*@Ld0 J A; CB V AC; @B J ; @. 0ermoelementele precum platina caresunt comune ambelor termocupluri sunt utilizate pentru +mperec#erea acestora. nacest caz contribuia materialului termoelementului comun este indicat" mai sus

prin valoarea C.egea temperaturilor succesive stabilit" pe baza integr"rii ecuaiei A1.$1B

corespunz"toare unor intervale de temperatur" cu 0ca valoare de referin" i 0W01W 02W 0$este T$,1$(UD

$1 2

1 2

00 0

@ @ @ @

0 0 0

* A ; Bd0 A ; Bd0 A ; Bd0= + + A1.$2B

care este la fel cuD

1$


13/78

d0B;A*$

0

0

@@ = . A1.$$B

(.(& Cara916r#41#9# 16r=#96 a26 ra$#a1ar62r "1#2#


14/78

redus" a instalaiei durart" mare de via" posibilitatea de a lucra +n condiii dure.

Progno&a puterii disipate de cipurile de mare performan (n timp

Progno&a nivelului flu'ului de cldur al ecipamentului de rcire (n timp

)e&istena termic pentru c*teva fluide de rcire

De cele mai multe ori soluiile constructive de rcire ale echipamentelor

1&


15/78

electronice, sunt alese n funcie experiena n domeniu sau chiar la ntmplare. La

momentul actual, simulrile n domeniul dinamicii fluidelor (CFD) conduc la

alegerea unor soluii optime. Adiional softuri de tip dar dac? ajutinginerii n

negocierea unei soluii favorabile.

CF7 aplic" legile de conservare ale fizicii pentru a crea un model care

determin" temperatura presiunea i ale variabile +n diferite puncte ale modelului.!imul"rile sunt relativ rapide i uor de construit iar predicia este de mareacuratee erorile fiind mai mici de 1Q sau c#iar mai bune.

naintea apariiei analizelor cu CF7 inginerul trebuia s" abordezeproblematica transferului de c"ldur" printr=un ciclu de tipulD prototip=testare=modificare prototip i aa mai departe. 7e cele mai multe ori soluiile +n domeniultransferului termic se dovedesc contraintuitive i e)istena unor restricii +n

privina ec#ipamentului complic" problma. 7easemenea nu e)ist" nici o garaniec" inginerul va alege combinaia de posibilit"i favorabil" pentru studiu.

Folosind analiza CF7 aceste probleme dispar. Inginerul poate economisitimp bani pentu realizarea prototipului softul utilizat +n analiz" put5nd alegedirecia +n care s" modifice parametrii astfel +nc5t s" determine o soluie optim".

(.(% O7#691#v626 16


16/78

CAPITOLUL %

CALCULUL SOLICITRILOR TERMICE ALE CILORDE CURENT )N RE*IM STAIONAR I NESTAIONAR

%.( *6n6ra2#15#

C"ile de curent Aconductele electriceB cuprind totalitatea elementelorconductoare de diferite configuraii i dimensiuni care fac parte din ansamblulconstructiv al aparaturii electrice iar capetele acestora determin" uneori bornele deleg"tur" +n circuit. !olicit"rile termice ale c"ilor de curent sunt determinate decaracterul proceselor interne de dezvoltare a c"ldurii de sursele calorice+nvecinate felul transmisiei c"ldurii i mediul ambiant care joac" un rol esenial.

n cazul general la c"deri mici de temperatur" +n seciunea c"ilor de curentse poate apro)ima c" pierderile specifice Aputerea disipat" +n unitatea de timp i peunitatea de volumB sunt uniform distribuite fiind egale cu o valoare medie pentruseciunea considerat" adic" T2,1111$(UD

2 H

med a apA) O z tB p A) tB I A) tB 1 AtB = + A2.1B

unde reprezint" densitatea curentului electric AI

= B a este rezistivitatea

materialului conductorului la temperatura mediului ambiant Ha = coeficientul detemperatur" i AtB temperatura conductorului la momentul t.

stfel +n cazul considerat se poate apro)ima c" temperatura este uniform"de=a lungul perimetrului oric"rei seciuni transversale. ceast" ipotez" permite ca+n cazul unei disipaii neuniforme de c"ldur" de=a lungul perimetrului unei seciunitransversale oarecare s" se adopte o transmisibilitate termic" medie pentru +ntreg

perimetrulD

- n - n

med - - -

- 1 - 1

s s = =

= =

= A2.2BundeD - este transmisivitatea termic" Aglobal"B corespunz"toare poriunii -s din

perimetru +n T 2 1? m


17/78

( ) ( ) ( )2

)d a2

)

sc p ) t ) t

t )

= +

A2.1B

+n care fiecare termen se e)prim" +n T $? m U i corespunde flu)urilor termicemenionate mai sus.

Fig. #.1. Flu'urile termice pentru calculul !ilanului termic (ntr+un

segmentconductor infinite&imal, de volum ) )d9 d)= , al unei ci de curent(ncl&ite prin efect electrocaloric i cu disipaie termic prin suprafaa lateral

*cuaia general" a bilanului termic pentru conductorul considerat conformA2.1B are e)presiaD

( ) ( ) ( )2

2

d a2

sc ) t ) t ) t

t )

= +

A2.11B

+n careD

c= este c"ldura specific" Aa unit"ii de mas"B +n T 1 1 -g < U

d = este densitatea conductorului +n T $-g m UGA)tB = este tempreratura conductorului +n T


18/78

atunci ecuaia A2.11B se mai poate scrieD

( ) ( ) ( )2

2

d 2

sc ) t ) t ) t .

t )

= +

A2.12B

n regim staionar c5nd temperatura conductorului are o valoare bine

determinat" AG J s J const.B independent" de ) i t rezult" t

= i

2

2 )

= i

deci din A2.12B se obineD2

s

s

= A2.1$B

ecuaie folosit" la dimensionarea barelor de curent.C5nd la regimul staionar prin conductor se propag" un flu) termic a)ial

egalizator temperatura G J GA)B i deci t

=

iar din A2.12B se obineD

( ) ( )2

2

2d s) ) d) + = A2.1%B

ecuaie ce servete la calculul firelor fuzibile.

n regim nestaionar c5nd G J GAtB rezult"2

2

)

=

iar din A2.12B se obineD

( ) ( ) 2dd s

c t t dt

+ = A2.1&B

care prin integrare duce la ecuaiile e)poneniale ale +nc"lzirii i r"cirii +n ipotezele

teoriei clasice c5nd parametrii de material nu variaz" cu temperaturaD( )

t

0st 1 e

= A+nc"lzireB A2.16B

( )t

0s

t e

= Ar"cireB A2.1(B

unde dc

0s

=

este constanta de timp termic".

a scurtcircuit curenii fiind mult mai mari dec5t curenii nominalisolicitarea termic" a conductorului trebuie s" dureze un timp c5t mai scurt.

a solicitarea termic" de scurt" durat" a unui conductor c5nd la e)tremitateaacestuia se aplic" brusc o mare cantitate de c"ldur" Ade e)emplu prin izbucnireae)ploziv" a unui arc electricB +n ipoteza neglij"rii pierderilor disipate +n mediul

ambiant i2

2

2

)


19/78

%. Pr964"2 16r=#9 41a5#nar a2 "n"# 9n$"91r 0ar9"r4 $6 "n 9"r6n1$6 2"ng $"ra1 8# !r var#a5#6 a@#a2 $6 16=06ra1"r

a un conductor cu seciunea constant" +nc"lzit prin efect electrocaloric delung" durat" se poate apro)ima c" temperatura nu variaz" +n lungul conductorului

dac" acesta este infinit lung sau la capete are o izolaie termic" ideal". Cedareac"ldurii prin suprafaa Alateral"B de r"cire +n mediul ambiant se face fie direct de laconductor la mediu fie prin intermediul unui strat de izolaie. /entru cazulmenionat avem urm"toarele ipoteze de calcul T2,1111$(UD

= la regim staionar AG J const.BD

t

=

= temperatura este constant" +n lungul conductoruluiD

)

=

A2.2%B

= lipsete propagarea c"ldurii +n lungul conductoruluiD

)/ .

)

= eometria ventilatorului

7omeniul de calcul Aocupat de aerB s=a obinut prin sc"derea din cilindru ageometriei ventilatorului i a carcasei Afigura &.6B. 3riginea sistemului decoordonate se afl" la jum"tatea +n"limii cilindrului iar a)a 3z se suprapune cu a)acilindrului. mp"rirea s=a realizat cu celule tetraedrale. 8"rimea medie a laturiitetraedrului pentru suprafeele care aparin ventilatorului i carcasei lui a fost de 2mm iar pentru suprafeele e)terioare ale domeniului de ' mm.

%6


46/78

Fig. ?.8 omeniul de calcul

,. D#41r#7"5#a $6 v#16


47/78

Fig. ?.1$ istri!uia vectorilor vite&a la #mm de !utuc (n sensul de curgere ; vedere de sus

n seciunea aflat" la 2 mm de butuc +n sensul curgerii consider5ndu=se odistribuie de viteze constant" pe +ntreaga seciune Acu aria considerat" egal" cu aunui cerc de raz" egal" cu raza interioar" a carcasei ventilatoruluiB se obine ovaloare a vitezei de 66$ mLs. `in5nd cont c" vitezele a)iale +n zona din spatele

butucului au valori apropiate de zero i consider5nd o distribuie constant" de

viteze pe aria inelar" cuprins" +ntre carcas" i butuc rezult" o valoare medie de'22 mLs.

,.+ Ca29"2"2 16r=#9 a2 an4a=72"2"# 0r964r =ra$#a1rv6n1#2a1r,.+.( Ca29"2 ;n r6g#= 41a5#nar

/entru determinarea regimului termic al ansamblului procesor=radiator=ventilator s=a considerat domeniul cilindric prezentat +n figura &.1'. 7imensiunilecilindrului care cuprinde ansamblul procesor=radiator=ventilator suntD raza bazei

1 mm +n"limea 6( mm.Construcia radiatorului prezint" dou" plane de simetrie. !uprafaa decontact dintre procesor i radiator este de form" p"trat" cu dimensiunile de $&$&mm2. nsamblul procesor=radiator=ventilator este alc"tuit astfel +nc5t a)aventilatorului corespunde a)ei Aintersecia planelor de simetrieB radiatorului i a

procesorului. )a domeniului cilindric de calcul s=a ales suprapus" cu a)aansamblului. Carcasa ventilatorului este montat" la o distan" de 2 mm fa" deradiator.

%'


48/78

Fig. ?.1= omeniul de anali&

/rin suprafaa de contact dintre radiator i procesor s=a considerat un flu) de

c"ldur" de 2' NmmLAmm2sB.!uprafaa lateral" a domeniului i suprafaa superioar" din care lipsete

suprafaa de intrare a ventilatorului Afig. &.1,B se consider" o suprafa" liber" cupresiune egal" cu cea atmosferic". n figura &.2 se prezint" seciunea de intrare aventilatorului. n figura &.21 se prezint" curba de ventilator adoptat".

Fig. ?.19 Fig. ?.#$

Fig. ?.#1 Cur!a ventilatorului

%,


49/78

n urma analizei s=a determinat c5mpul de temperaturi +n zona de fluid i desolid. stfel +n figura &.22 &.2$ se prezint" c5mpul de temperaturi +n seciune prin

planele de simetrie ale radiatorului iar +n figura &.2% c5mpul de temperaturi +ntr=oseciune paralel" cu baza radiatorului la cota de 2 mm.

Fig. ?.## istri!uia de temperaturi (n seciune prin &

Fig. ?.#3 istri!uia de temperaturi (n seciune paralel cu ' la cota $ mm

n figurile &.2& &.26 i &.2( sunt prezentate distribuiile vitezei iar +nfigurile &.2' &.2, i &.$ distribuia presiunii statice pentru seciunile specificateanterior.

Fig. ?.#< istri!uia de vite&e (n seciune paralel cu &' la cota #$ mm

&


50/78

,.+.% Ca29"2 ;n r6g#= n641a5#nar

/entru a determina variaiile +n timp ale m"rimilor caracteristice ansambluluisutdiat se consider" un interval de timp de =1' de secunde. a momentul iniial

parametrii suntD

= temperatura +n componentele ansamblului este de 26C= viteza +n domeniu de calcul este egal" cu mLs.n urma calculelor au rezultat distribuiile de temperatur" la diferite

momente de timp +n seciunile caracteristice Afig. &.$1 ; &.%$B.

Fig. ?.31 istri!uia de temperaturi (n seciune paralel cu ' la cota $ mm ; #$s

Fig. ?.33 istri!uia de temperaturi (n seciune paralel cu ' la cota $ mm + 8$s

Fig. ?.3? istri!uia de temperaturi (n seciune paralel cu ' la cota $ mm + 1$$s

&1


51/78

Fig. ?.3< istri!uia de temperaturi (n seciune paralel cu ' la cota $ mm +1$s

Fig. ?.3= istri!uia de temperaturi (n seciune paralel cu ' la cota $ mm + 1=$s

&2


52/78

CAPITOLUL 'CERCETRI E/PERIMENTALE

I PRELUCRRI STATISTICE

'.( D649r#6r6a 6@06r#=6n1"2"#Cercet"rile e)perimentale au fost concentrate pe m"surarea temperaturii

procesorului i a radiatorului procesorului +n regim tranzitoriu i staionar. nfigurile 6.1 6.2. i 6.$ este prezentat ansamblul microprocesor=radiator=ventilatorA8:9B. :egimurile tranzitorii m"surate au fostD pornirea la rece a sistemuluielectric i +n mers trecerea de la o +nc"rcare a microprocesorului de 1Q +n regimstabilizat la o +nc"rcare de 1Q.

7easemenea s=au considerat pentru fiecare caz +n parte varianteleD f"r"ventilator de sistem cu ventilator de sistem +ntr=o vecin"tate a ansamblului 8:9 icu ventilator de sistem +ntr=o poziie opus" ansamblului 8:9 +n incintaelectronic". n fiecare din variante ventilatorul de sistem a fost poziionat astfel+nc"t s" introduc" aer din mediul e)terior +n incinta electronic".

0emperaturile pe radiator au fost m"surate cu aparatul reprezentat +n fig. 6.&prin sonda de temperatur" Afig. 6.2 fig.6.$B T2& $,U.

Fig. 8.# Po&iionarea sondei de temperatur

Fig. 8. esen radiator microprocesor cu detaliile A,B,C

&$


53/78

Fig. 8.? Aparat pentru msurarea temperaturii radiatorului

'.% Da16 6@06r#=6n1a26. Var#an1a !r v6n1#2a1r $6 4#416=

0emperatura pe radiator a fost m"surat" pe nervura a &=a din marginearadiatorului spre mijloc sonda fiind poziionat" pe mijlocul nervuri. 7atele suntcuprinse +n matricele 81 i 82. 8atricea 81 este corespunz"toare regimuluitranzitoriu de pornire la rece iar matricea 82 este corespunz"toare regimuluitranzitoriuD trecerea de la o +nc"rcare a microprocesorului de 1Q +n regimstabilizat la o +nc"rcare de 1Q .

/entru pornire temperatura iniiala a radiatorului este de 26.1C. n matricea

82 temperatura iniial" a microprocesorului este $6 grade C temperaturaradiatorului 2,C iar temperatura mediului 22&C.

Fig. 8. >r.1 5ariaia temperaturii microprocesorului i radiatorului (n ca&ul D1

&%


54/78

Fig.8. >r.# 5ariaia temperaturii microprocesorului i radiatorului (n ca&ul D#

'.%.%.( P2#n= $6 r6gr64#6 02#n=#a2 06n1r" 46r#a M(

Coeficienii polinomului de ajustare T2(212,UD

coeffs10

2(.$$( .1&1 1.21& 1 $ %., 1 6 %.6,, 1 ,( )=

'.%.%.% P2#n= $6 r6gr64#6 02#n=#a2 06n1r" 46r#a M%

Coeficienii polinomului de ajustare T2(212,UDCoeficientii polinomului

coeffs2 submatri) z2 $, lengt# z2A B 1, , ,A B:=

Fig.8. gr.31 A0ustare polinomial de gradul patru pentru seria D1

&&


55/78

Fig. 8. gr.3#A0ustare polinomial de gradul patru pentru seria D#

'.%. A7a16r# ;n1r6 va2r#26 46r##2r 8# va2r#26 !"n95##2r $6 #n16r02ar6

!e utilizeaz" relaiileD

t1 2, $'..:= t2 2, %6..:=

i se calculeaz" seriile Fourier pentru variaiile 1At1B i 2At2B D9alorile coeficienilor Fourier T2(212,UD

n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

= a1 nA B

-8.40710-3

-0.031

-1.6710 -3

-0.179

-0.19

0.081

0.06

0.075

0.098

0.053

0.114

= b1 nA B

0

5.2210 -3

0.044

0.079

-0.213

-0.2

-0.072

-0.094

-0.032

-0.031

-0.061

= a2 nA B

1.71810-3

-0.014

4.12710 -3

-0.075

-0.095

0.031

0.137

-2.36510 -3

3.30310 -3

0.161

-0.064

= b2 nA B

0

2.30110 -3

0.017

0.036

-0.09

-0.145

-0.03

0.07

-0.107

0.043

0.105

=

&6


56/78

Fig. 8. gr.1A!ateri (ntre valorile funciei de interpolare t1Pt1/ i valorile seriei D1

Fig. 8. gr.?1)epre&entarea seriei Fourier a funciei 1At1B

Ca29"2"2 !"n95#6# $6 a"41ar6 a 16=06ra1"r## 9" a"1r"2 02#n="2"#$6 #n16r02ar6 8# a !"n95#6# F"r#6r


02/a t2 t2/ t2 f2 t2+:=

i se obin reprezent"rile graficeD

Fig. 8 gr. 81 >raficul funciei de a0ustare a temperaturiicu a0utorulfunciei de interpolare i a funciei Fourier pentru datele 1At1B

&(


57/78

Fig. 8 gr. 8# >raficul funciei de a0ustare a temperaturiicu a0utorulfunciei de interpolare i a funciei Fourier pentru datele 2At2B

'. Da16 6@06r#=6n1a26. Var#an1a 9" v6n1#2a1r $6 4#416= ;n 0


58/78

Fig. 8. >r.#1 5ariaia temperaturii microprocesorului i radiatorului (n ca&ul D#

'..%.( P2#n= $6 r6gr64#6 02#n=#a2 06n1r" 46r#a M:


coeffs$0

2(.6(1 .1( 1.&& 1 $ &.,%% 1 6 (.'6 1 ,( )=

'..%.% P2#n= $6 r6gr64#6 02#n=#a2 06n1r" 46r#a M+


coeffs%0

$6.,6 .&2 1.&($ 1 % 2.%16 1 ( 1.$(2 1 1( )=

Fig. 6 gr.$11A0ustare polinomial de gradul patru pentru seria D3

&,


59/78

Fig.8. gr.3#1A0ustare polinomial de gradul patru pentru seria D

'.. A7a16r# ;n1r6 va2r#26 46r##2r 8# va2r#26 !"n95##2r $6 #n16r02ar6

9alorile coeficienilor FourierD

n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

= a$ nA B-0.015

-0.051

-7.41210 -3

-0.219

-0.208

-0.018

-6.23110 -3

0.085

0.024

0.125

0.16

= b$ nA B0

7.55110 -3

0.055

0.093

-0.204

-0.174

-0.181

-0.12

-0.113

-0.144

-0.039

= a% nA B2.02710 -3

4.73910 -3

9.00710 -4

-8.10610 -3

-0.032

-2.91610 -3

0.073

0.193

-0.054

-0.094

0.119

= b% nA B0

1.60410 -3

3.68910 -3

0.01

-0.018

-0.059

-0.088

0.064

0.211

-0.074

0.067

=

Fig. 8. gr.11A!ateri (ntre valorile funciei de interpolare t3Pt3/ i valorile seriei D3

6


60/78

Fig.8. gr.?11)epre&entarea seriei Fourier a funciei $At$B



0$/a t$ t$/ t$ f$ t$:= 0%/a t% t%/ t% f% t%:=i se obin reprezent"rile graficeD

Fig. 8 gr. 811 >raficul funciei de a0ustare a temperaturiicu a0utorulfunciei de interpolare i a funciei Fourier pentru datele D3

61


61/78

Fig. 8 gr. 8#1 >raficul funciei de a0ustare a temperaturiicu a0utorulfunciei de interpolare i a funciei Fourier pentru datele D#

'.+ Da16 6@06r#=6n1a26. Var#an1a 9" v6n1#2a1r $6 4#416= ;n v69#n1a16aan4a=72"2"# MRV

7atele e)primentale sunt coninute +n coloanele matricelor 8& i 86.8atricea 8& este corespunz"toare regimului tranzitoriu de pornire la rece iarmatricea 86 este corespunz"toare regimului tranzitoriuD trecerea de la o +nc"rcare amicroprocesorului de 1Q +n regim stabilizat la o +nc"rcare de 1Q .

n matricea 8& temperatura iniiala a radiatorului este de 2'C. n matricea

86 temperatura iniial" a microprocesorului este $6 C temperatura iniial" aradiatorului este 2''C iar temperatura mediului ambiant 22&C.

Fig. 8. >r.111 5ariaia temperaturii microprocesorului i radiatorului (n ca&ul D3

62


62/78

Fig. 8. >r.#11 5ariaia temperaturii microprocesorului i radiatorului (n ca&ul D#

'.+.%.( P2#n= $6 r6gr64#6 02#n=#a2 06n1r" 46r#a M,Coeficienii polinomului de ajustare T2(212,UD

coeffs&0

2'.'6$ .1%' 1.1'' 1 $ $.,(, 1 6 %.&', 1 ,( )=

'.+.%.% P2#n= $6 r6gr64#6 02#n=#a2 06n1r" 46r#a M':


coeffs60

$6.21 .( $.6 1 % (.$%% 1 ( 6.,$% 1 1( )=

Fig. 8 gr.3111 A0ustare polinomial de gradul patru pentru seria D?

6$


63/78

Fig. 8. gr.3#11A0ustare polinomial de gradul patru pentru seria D8

'.+. A7a16r# ;n1r6 va2r#26 46r##2r 8# va2r#26 !"n95##2r $6 #n16r02ar6

9alorile coeficienilor FourierD

n0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

= a& nA B2.89310 -3

-0.023

5.95710 -3

-0.15

-0.129

0.087

0.08

0.034

0.078

0.113

0.075

= b& nA B0

5.00310 -3

0.038

0.056

-0.186

-0.153

-0.036

-0.036

-0.073

0.011

0.021

= a6 nA B-2.27610 -3

0.01

-3.85710 -3

-0.018

-0.039

0.084

-2.0910 -3

0.052

-0.065

-0.013

0.094

= b6 nA B0

3.07910 -3

6.24410 -3

0.017

-0.062

-0.029

0.031

3.18410 -3

0.069

-0.12

0.034

=

Fig. 8. gr.111 A!ateri (ntre valorile funciei de interpolare t?Pt8/ i valorile seriei D?

6%


64/78

Fig. 8. gr.?111)epre&entarea seriei Fourier a funciei $At$B



i se obin reprezent"rile graficeD

Fig. 8 gr. 8111 >raficul funciei de a0ustare a temperaturiicu a0utorul polinomuluide interpolare i a funciei Fourier pentru datele D?

Fig. 8 gr. 8#11 >raficul funciei de a0ustare a temperaturiicu a0utorulpolinomului de interpolare i a funciei Fourier pentru datele D8

6&


65/78

'., In$#9a1r# n"=6r#9# 06n1r" 46r## 41a1#41#96 9" 4#ng"r 9ara916r#41#9

!eriile statistice sunt temperaturile ajustate ale microprocesorului iradiatorului +n cercet"rile e)perimentale notate prinD

01/ 01: 02/ 02: 0$/ 0$: 0%/ 0%: 0&/ 0&: 06/ 06:D

!e calculeaz" indicatorii numerici pentru serii statistice cu o singur"caracteristic"D6.&.1 parametrii tendinei centrale Aindicatori de poziieB

= media aritmetic" AmeanB= mediana AmedianB.

6.&.2 parametrii +mpr"tierii Aindicatori ai variaiei observaiilorB= abaterea medie p"tratic" Aabaterea standard standard dev.B= dispersia AvarianceB.

7ac" not"m cu n num"rul valorilor caracteristicii atunciD

n!7A0-/B stdevA0-/Bn 1=

.

Fig. 8 AC1 )aportul temperaturilor (n prima perioad de funcponare a microprocesorului

66


66/78

CAPITOLUL -CONCLUZII I CONTRIBUII

-.( Cn92"


67/78

termic" trebuie s" respecte limitele ma)ime admise pentru temperatura de regimstaionar. /rocesul transmisiei termice la c"ile de curent parcurse de cureniialternativi are un caracter mai complicat.

n acest caz datorit" efectului pelicular i efectului de pro)imitate densitateade curent i respectiv pierderile specifice nu au o distribuie uniform" +n seciunea

c"ilor de curent. :ezolvarea solicit"rilor termice ale c"ilor de curent +ntr=unasemenea caz complicat +nt5mpin" mari dificult"i de aceea pentru calculelepractice se fac o serie de apro)im"ri. stfel se consider" c" pierderile specificesunt uniform distribuite i sunt constante.

8odificarea st"rilor de funcionare ale aparatelor electrice se caracterizeaz"printr=un regim de lucru nestaionar care este +nsoit de solicit"ri termicetranzitorii determinate de procesele de +nc"lzire i r"cire.

/rintre cele mai caracteristice solicit"ri termice tranzitorii ale aparatelorelectrice legate de regimul lor de lucru menion"mD

aB procesul +nc"lzirii aparatelor pe durata aliment"rii la reea p5n" laatingerea regimului termic staionarbB procesul r"cirii dup" deconectarea de la reeacB procesul +nc"lzirii la sarcin" de scurt" durat"dB procesul +nc"lzirii la regim periodic intermitent ieB procesul +nc"lzirii la regimul de scurtcircuit.

!e mai pot produce solicit"ri termice tranzitorii Aadesea cu caracter aleatoriuBdatorit" unor surse interne de c"ldur" legate de funcionarea normal" a aparatelorsau +n caz de avarie Aapariia arcului electric +ntre contacte sau +n cazul unei avarii

prin arcul de conturnare gaze i vapori fierbini de metal etc.B.n toate cazurile menionate elementele metalice i dielectrice vor fi puternic

solicitate caloric diminu5nd fiabilitatea aparatului.

-.% Cn1r#7"5##

7in cercet"rile efectuate +n studiul fenomenelor termice specifice aparaturiide bord de aviaie au rezultat primele contribuii personale dintre care le subliniez

pe urm"toareleD

J (. 7eterminatrea variaiei raportului 2p p

vM2

= +n funcie de viteza

aerului +n intervalul 2& mLs . . . 1& mLs. Cu ajutorul matriceiD

6'


68/78

pM

C

:data

&

(&

1

12&1&

.

'.&

%&

26&

&&(

1($

$,&

(%

111&,

.

.%,

.11$,

.$(6

.%&,.%%

:=

a algoritmului

i a ajust"rii polinomialeD-1 J & ; gradul polinomului de interpolareD

=

$0

.$$ .& .11% .$' .%6 .%%A B=

regress >$, -1,A B:=

coeffs submatri) z $, lengt# zA B 1, , ,A B:=

se determin" e)presia polinomului de ajustare polinomial"D

i reprezentarea grafic"D

Fig.


69/78

J %.8odelarea numeric" a c5mpului presiunii statice pentru sondele depresiune. C5mpul este prezentat +ntr=o seciune ce cuprinde a)a sondei Adin fig.$.$B i a)ele a dou" orificiiD

Fig.


70/78

a. 7.Fig. eometria ventilatorului

!. istri!uia presiunilor manometrice la # mm de !utuc (n sensul de curgere

J ,. !=a realizat un model al sistemului termic procesor ; radiator =ventilator i s=au anlizat un regim staionar i unul nestaionar. n regim staionars=a determinat c5mpul temperaturilor din jurul i interiorul radiatoruluimicroprocesorului distribuia de viteze i de presiuni din vecin"tatea radiatoruluiAfig.(.&b (.&cB. n regim nestaionar sunt obinute variaiile +n timp ale m"rimilorcaracteristice ansamblului sutdiat pentru intervalul de timp = 1' secunde +ncazul pornirii la rece.

Fig.


71/78

+n timp a temperaturii microprocesorului i radiatorului +n urm"toarele cazuriD /ornire f"r" ventilator +n sistem cu m"surarea temperaturii pe

nervura a &=a la mijlocul acesteia +n intervalul ; %6 secunde din2 +n 2 secunde Aseria de date numerice 81 i 82B

Funcionarea incintei microprocesor ; radiator ; ventilatorul

radiatorului cu ventilator +n sistem fi)at +n poziia 1 Aseria de datenumerice 8$ i 8%B

Funcionarea incintei cu ventilator +n sistem fi)at +n poziia 2 Aseria dedate numerice 8& i 86B.

0emperatura microprocesorului a fost dat" de calculatorul sistemului.

Fig. E&

J-.7eterminarea polinoamelor de regresie polinomial" pentru seriile dedate e)perimentale.= /entru seria 81D

$ 2 6 $ , %1 1 1 1 1/At B 2($$( 1&1 t 121& 1 t %, 1 t %6,, 1 t

= + + = /entru seria 82D

% 2 6 $ , %2 2 2 2 2t2/At B $6&12 '2 t %,&2 1 t 1%$$ 1 t 1%$( 1 t

= + + = /entru seria 8$D

$ 2 6 $ , %$ $ $ $ $t$/At B 2(6(1 1( t 1&& 1 t &,%% 1 t ('6 1 t

= + +

= /entru seria 8%D% 2 ( $ 1 %

% % % % %t%/At B $6,6 &2 t 1&($ 1 t 2%16 1 t 1$(2 1 t = + +

= /entru seria 8&D$ 2 6 $ , %

& & & & &t&/At B 2''6$ 1%' t 11'' 1 t $,(, 1 t %&', 1 t = + +

= /entru seria 86D% 2 ( $ 1 %

6 6 6 6 6t6/At B $621 ( t $6 1 t ($%% 1 t 6,$% 1 t = + + .

JK. Calculul funciei de ajustare a temperaturii microprocesorului i a

radiatorului cu ajutorul polinomului de interpolare i a funciei Fourier.!=au calculat abateri +ntre valorile seriilor de date e)perimentale i valorilefunciilor de interpolare liniar" de formaD

(2


72/78

? ? ?AtB t /AtB 0 /AtB = cu ? J 12 . . . 6!e calculeaz" coeficienii seriilor Fourier pentru variaiile ? AtB D

?

?? ? ? ?

? ?

n t1a AnB At B cos dt

=

??

? ? ? ?? ?

n t1b AnB At B sin dt

=

i funciilor Fourier corespunz"toareDN

?? ? ?

? ?n 1

a AB n t n tf AtB a AnB cos b AnB sin

2 =

= + +

.Funciile de ajustare au formaD

? ? ? ? ? ?0 /ajAt B t /At B f At B= +

:ezultatele obinute +n teza de doctorat sunt utile +n studiul fenomenelortermice specifice aparaturii de bord a avioanelor de transport civile.

!e pot face dezvolt"ri +n analiza fenomenelor termice specifice aparaturii debord la avioanele militare.

($


73/78

BIBLIO*RAFIE

1. bramovici 4. N. /ricladnaia gazovaia dinamica 4oste#izdat 1,('2. leco /.I. 8e#ani-a jid-osti i gaza 9.!. Parcov 1,(($. llen .

C#eng !.

Numerical solution of compressible Navier ; !to-es eMuations for

t#e laminar near ?a-e /#Osics of Fluide 1$ 1,(%. llen 0.

7its?ort# :.8ecanica fluidelor 8c 4ra?=Pill Ne? >or- 1,(2

&. nderson 7. .0annebill ./letc#er :.

Computational Fluid 8ec#anics and Peat 0ransfer Pemip#ere/ublis#ing Ras#ington 1,'%

6. rjani-ov N.!.!ade-ova 4.!.

erodinami-a boli# s-orostei. Izd. 9+aia Scola 8os-va 1,6&.

(. ron I/"un 9.

*c#ipamentul electric al aeronavelor *d. 7idactic" i /edagogic"@ucureti 1,'

'. ron I. parate de bord pentru aeronave *ditura 0e#nic" @ucureti 1,'%

,. @a-er.. Finite *lement 8et#od . C:C /ress C Corporate @lOd N.>.2

1. @atc#elor 4.


74/78

2&. @odea 8. .a. parate electronice pentru m"surare i control *d. 7idactic" i/edagogic" @ucureti 1,'&

26. @raslavs-O7..ogunov!.!./elipov 7. !.

viaion+e /ribor+ i vtamat+ 8ainostroenie 8os-va 1,('

2(. @r"deanu /. 8ecanica fluidelor *ditura 0e#nic" @ucureti 1,($

2'. @r"tianu C. 8etode cu elemente finite in dinamica fluidelor *d. cademiei:om5ne @ucureti 1,'$2,. @run *..

8artinot=agarde .8at#ieu .

8caniMue des fluides $ vol. 7unod /aris 1,6'

$. Calvet /. erodOnamiMue t#eoriMue Cours *cole Nat. !up. eron. /aris1,66.

$1. Carafoli *. erodinamica vitezelor mari *d. cademia :om5n" 1,&($2. Carafoli *.

Constantinescu 9. N.7inamica fluidelor incompresibile 7inamica fluidelorcompresibile *ditura cademiei :om5ne 1,'1 1,'%

$$. Carafoli *.

3roveanu 0.

8ecanica fluidelor *ditura cademiei :om5ne 9ol. I 1,&2 9ol. 2

1,&&$%. C#a-ravartO !. *uler eMuations ; implicit sc#emes and boundarO conditions I

ournal 21 6,, ; (6 1,'$$&. Colella /.

/uc-ett *.8odern Numerical 8et#ods for Fluid Flo? niversitO ofCalifornia @er-eleO 1,,%

$6. Comolet :. 8ecaniMe e)perimentale des fluides *d. 8asson /aris.$(. Constantinescu 9.N.

4aletuse !.8ecanica fluidelor i elemente de aerodinamic" *d. 7./.@ucureti 1,'$

$'. Crasnov N.F. erodinamica 12 9.!. 8os-va 1,(6.$,. Crian I.

Ignea .8"sur"ri i traductoare itografia niversitatea 0e#nic" 0imioara1,,$

%. Curle N.7aviesP.0.

8odern Fluid 7Onamics 9. N. :. Comp. ondon 1,(1

%1. 7aug#ertO :..Franzini . @.

Fluid mecanics ?it# *ngineering applications Pill Comp 8c.4ra?Ne?=>or- 1,6&

%2. 7avid /. 7. Pandling t#e big jets *diia a treia nglia%$. 7rago . 8etode matematice +n aerodinamic" *ditura cademiei :om5ne

bucureti 2%%. 7ucan R..

0#om . !.>oung . 7.

8ec#anics of fluids *d?ad rnold ondon 1,(.

%&. 7umitrescu .k. Cercet"ri +n tuburi de oc *d. cademiei @ucureti 1,6,%6. 7O-e 8. van /erturbation met#ods in fluid mec#anics cademic /ress Ne?>or- 1,6%

%(. 7"nil" !.@erbente C.

8etode numerice +n dinamica fluidelor *ditura cademiei :om5ne@ucureti 2$

%'. Fermi *. 0ermodinamica *ditura !tiinific" @ucureti 1,6,%,. Ferrari C.

0ricomi F.4.0ransonic aerodOnamics cademic /ress Ne? >or- 1,6'.

&. Florea ./anaitescu 9.

8ecanica fluidelor *ditura didactic" i /edagogic" @ucureti 1,(,

&1. Foss .F. Conservation a?s in Control 9olume Form. C:C /ress C

Corporate @lOd N.>. 2

&2. Foss .F. !imilitude and 7imensional nalOsis. C:C /ress C Corporate

(&


75/78

@lOd N.>. 2&$. Fromm I.*. Fundamental met#ods in #OdrodOnamics cademic /ress Ne?

>or- 1,6%&%. 4abriel 8.

Constantin I.8etoda elemntului finit. naliz" numeric" i aplicaii +ntermoelasticitate. *d. CI @ucureti 1,,6

&&. 4#inevs-ii . !. 8etod integraln5# sootnoenii v teorii turbulentn5# struin5# tecenii

v !b. /rom5lenaia aerodinamica v5p. 2( Izd. 8ainostroenie1,66&6. 4#insburg I. /. erogazodinami-a A -rat-ii -ursB. Izd. 9is. !cola 8os-va 1,66&(. 4oldstein !. ectures on fluid dOnamics o#n RileO Ne? >or- 1,6&'. 4reen R. 0#e observers @oo- of aircraft ondra *diia 1,(,&,. 4rigoriu 8. !. 8ecanica fluidelor i maini #idraulice @ucureti /@ 1,',6. Pageman /.

>oung 7.pplied Iterative 8et#ods cademic /ress Ne? >or- 1,'1

61. PaOesR.7./robstein :. F.

POpersonic flo? t#eorO cademic /ress Ne? >or- 1,66

62. Pirsc# C. Numerical computation of interna land e)ternal flo?s Ne?>or-1,,%

6$. Puebner or- 1,(&.

6%. Iacob C. Introducere matematic" +n mecanica fluidelor *ditura cademiei i4aut#ier ; 9il. /aris 1,&21,&,

6&. IamandiC./etrescu 9.

8ecanica fluidelor *d. 7./. @ucureti 1,(,

66. Iliescu Irina !isteme de m"sur" a parametrilor de stare R6!6ra1 (de cercetaretiinific" cademia 0e#nic" 8ilitar" 21

6(. Iliescu Irina Fenomene termice +n aparatura de bord ce furnizeaz" informaiilegate de parametrii de stare R6!6ra1 %de cercetare tiinific"cademia 0e#nic" 8ilitar" 2$

6'. Iliescu Irina 8etode numerice i e)perimentale +n analiza fenomenelor termiceR6!6ra1 de cercetare tiinific" cademia 0e#nic" 8ilitar" 2$

6,. Iliescu IrinaStefan .

Influena condiiilor la limit" asupra regimului termic staionar lacorpuri cilindrice omogene de lungime finit" Conferina naional"de ec#ipament termomecanic clasic i nuclear niversitatea/olite#nica @ucureti 1% 1& iunie 21

(. Iliescu Irina 0#ermal C#arts For 0#e Pead !in-s sed In 0#e *lectronicPard?are 0#e t#$ InternationallO ttended !cientific Conference3f 0#e 8ilitarO tec#nical cademO 8odern 0ec#nologies In 0#e

st21 CenturO @uc#arest 6 ; ( November 2$

(1. Iliescu Irina 0#e 0#ermodinamicnalisis 3f 0#e !eebec- /eltier nd 0#ompson*ffects 0#e t#$ InternationallO ttended !cientific Conference 3f

0#e 8ilitarO 0ec#nical cademO 8odern 0ec#nologies In 0#e st21CenturO @uc#arest 6 ; ( November 2$

(2. Iliescu Irina plicarea metodei celor mai mici p"trate +n determinareapolinoamelor de apro)imare. !tudiu teoretic. !eminar decomunic"ri cu doctoranzii cademia 0e#nic" 8ilitar" 2%

($. Iliescu Irina *cuaiile mic"rii fluidelor compresibile +n funcie de vitezasunetului !tudiu de cercetare tiinific" !eminar de comunic"ri cu

doctoranzii cademia 0e#nic" 8ilitar" 2%(%. Iliescu Irina 8etoda volumului finit +n aerodinamica subsonic" i supersonic"!tudiu de cercetare tiinific" !eminar de comunic"ri cu

(6


76/78

doctoranzii cademia 0e#nic" 8ilitar" 2&(&. Iliescu Irina Cabin cre? aircraft @C 1.1 8anual editat de :389I

@ucureti 1,,'(6. Iliescu Irina Cabin cre? aircraft @(( 8anual editat de :389I @ucureti

1,,'((. Iliescu Irina Cabin Cre? 3perational 8anual 8anual publicat :389I

@ucureti 2('. Iliescu Irina Cabin cre? 8anual editat de Scoala superioar" de aviaie civil"@ucureti 21

(,. Ionescu 4. 7./aul 8.ncua [email protected] .

8ecanica fluidelor i maini #idraulice *d. 7./ @ucureti 1,'$.

'. Ionescu 4. 7 Introducere +n #idraulic" *ditura 0e#nic" @ucureti 1,(6'1. Isb"oiu*.

Constantin4.

4eorgescu !. C.

8ecanica fluidelor /@ 1,,%

'2. Ispas St.az"r I.

8otorul turboreactor @ucureti *ditura te#nic" 1,'

'$. ameson .Caug#eO 7.

finite volume met#od for transonic potential flo? calculation/roc. 3f $ ; rd Computational Fluid 7Onamics Conference $& ;&% 1,((

'%. or- 1,&(,2. oiians-ii . 4. 8e#ani-a jid-osti i gaza 8.. 1,($.,$. 8alo 4. plicaii numerice +n /#oenics i 0urbo /ascal *dit. cademiei

0e#nice 8ilitare @ucureti 1,,6,%. 8arciuc 4.

!aidurov 9.Creterea preciziei soluiilor +n sc#eme cu diferene *dituracademiei :om5ne @ucureti 1,'1

,&. 8arinescu 4. naliz" numeric" *ditura cademiei @ucureti 1,(%

,6. 8arinescu 8.@"ran N.

:adcenco 9.

0ermodinamica te#nic" 9ol. 12 *d. 80:I :38 @ucureti1,,'

,(. 8artinov . 8. 8ecanica fluidelor i maini #idropneumatice /@ 1,,%,'. 8eOer :.*. Introducere matematic" +n mecanica fluidelor Ne? >or- 1,(1

((


77/78

,,. 8i#on . Conversia i r"cirea termoelectric" *d. 3rizonturi niversitare0imioara 21

1. 8ilea 8"sur"ri electrice. /rincipii i metode *d. 0e#nic" @ucureti 1,'11. 8itc#ell P.4. te)boo- of electricitO *d. 8.or- 1,,$

12$.!"l"gean I. erodinamica vitezelor subsonice *ditura cademia 0e#nic"8ilitar" @ucureti 1,(,.12%. !edov ..0. /los-ie zadaci g#idrodinami-i i aerodinami-i Izd. Nau-a 8os-va

1,66.12&. !edov ..0. 8ecanica mediilor continue *ditura 8ir 8oscova 1,( 1,(&126. !#ames I. P. 8ecanics of Fluids 8c.4ra? Pill Ne?=>or- 1,6212(. !#apiro .P. 7inamica i termodinamica fluidelor compresibile Ne? >or- 1,&$12'.!oare !. /rocese #idrodinamice @ucureti *d.7./. 1,(,12,. Sabac I 4. 8atematici speciale 9ol.II *d. 7./.@ucureti 1,6&1$.Stefan I.

Stefan !t.8ecanica fluidelor *ditura cademia 0e#nic" 8ilitar" @ucureti1,6(.

1$1. Stefan !terie *cuaiile mecanicii fluidelor *ditura cademia 0e#nic" 8ilitar"@ucureti 1,,&.

('


78/78

1$2.Stefan!terie/arasc#iv0.Codreanu I./oradici /.

8ecanica fluidelor. Capitolele speciale vol. I II III *dituracademia 0e#nic" 8ilitar" @ucureti 1,,%

1$$. Stefan !terie 8ecanica fluidelor *ditura .0.8. 1,,21$%.Stef"nescu7.

4rund?ald @.

0ransmisia c"ldurii i dinamica gazelor *d. 7idactic" i

/edagogic" @ucureti 1,6&1$&.Stef"nescu 7.eca.

0ransfer de c"ldur" i mas". 0eorie i aplicaii *.7./. @ucureti1,'$.

1$6.Stef"nescu 7.8arinescu 8.

0ermote#nic" *.7./. @ucureti 1,'$

1$(. 0utovan 9.postol /.85ndreci .

*lectricitate. Fenomene. Instrumente i metode de m"surat.plicaii *d. 7idactic" i /edagogic" @ucureti 1,(&

1$'.9l"dea I. 8anual de termote#nic" *d. 7./ @ucureti 1,621$,.>avors-i @.

7eltaf .ide=memoire de p#OsiMue, *d. 8oscou 1,(&

1%. k"g"nescu Fl viaia *d. Stiinific" i *nciclopedic"1,'&1%1. kemac# C. 8at#ematics of Fluid 8ec#anics. C:C /ress C Corporate

@lOd N.>. 21%2. R#ite F. 8. 9iscours Fluid Flo? 8c.4ra? Pill Ne?=>or- 1,(%1%$.Rilson 7. P. POdrodOnamics ondon 1,&,1%%. hhh C3!83!L8 8anuals @lue :idge Numerics Inc. 1,,2=1,,61%&. hhh :olls :oOce imited 0#e jet engine 7erbO ; nglia *diia a treia

1,($1%6. hhh 0urbomeca @ordes 0urbo ; moteur manuel dinstruction France1%(.hhh /ratt R#itneO ircraft turbine engine and its operation *d. /ratt

R#itneO ircraft 1,(1%'. hhh eronautical Information 8anual I8 22 ???1.faa govL

tpubsL I8Linde).#tm1%,. hhh :INC C#aracteristic (2&=2 *lectronic Flig#t Instrument AEFI

ADIHSIB :INC !tandards ( **C 1,'%1&. hhh :INC !pecification 61 ControlL7isplaO Interfaces :INC

!tandards 6 **C1,'11&1.hhh 0#ermal Pandboo- F=9 0rOc-centa @ 9asteras 1,6,1&2. hhh 4#id de utilizare Fluent1&$. hhh 4#id de utilizare C3!83!Flo?

Date post:	19-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	camelia-lupu
View:	243 times
Download:	0 times

Teza Iliescu Irina

Documents