同时传输声音、数据、视频或静止图像的多媒体通信需要在发射站配备若干通信系统和网络服务器。为了减少设备尺寸,同时保持性能,这些系统越来越多地将其印刷电路板设计得非常接近,这增加了对有效冷却手段的迫切需求。
一般选用多个4.69英寸的风机盒。平方。风扇冷却安装在标准19英寸的印刷电路板。架附件。然而,过多地在机柜中安装风扇会给安装、布线、噪音和功耗带来其他问题。
加州东方汽车(Oriental Motor)的工程师认为他们找到了解决办法。通过使用他们专有的计算流体动力学(CFD)模拟程序,他们证明了低噪声ORIX MRS20 7.87英寸。平方。x 3.54。厚风扇产生的冷却效果相当于多个风扇盒。此外,使用一个风扇而不是许多解决了布线、噪音和功耗方面的问题。
内部系统冷却
下面的步骤用来选择合适的风扇类型:
•指定风机选择的必要条件。
•计算系统所需的散热量。
•计算通过系统表面释放的热量。
•计算风扇释放的热量。
•计算风机所需的风量。
•选择合适的风扇
•检查系统内的温度。
系统中的热量要么通过柜壁和安装表面通过对流和辐射散发出去,要么通过一个或多个风扇提供的通风散发出去(图1)。
图1系统柜内热量必须通过柜壁、安装面或风扇通风散热。
利用计算流体力学计算
计算流体动力学软件用于分析系统内的气流、静压和温度,以比较MRS20和风扇盒相对于系统内印刷电路板的冷却效果(见图2)。
图2-风扇盒的布局模型表明可能放置多达24个风扇单元。但是,在选择最大数量之前,尝试其他配置总是明智的。
CFD方法采用一个模型,并将其划分为网格区域,每个区域都可以求解热和流动方程。这种仿真方法允许对单个电子元件进行建模和分析。因此,它有助于在应用中创建通用设计,内部布局必须适应各种因素,如印刷电路板和风扇盒,散热条件和其他。
图3-这张照片展示了一个包含四个风扇盒的系统,以及空气如何通过它们。
Temperature-contour比较
为了测试系统内温度等值线的模拟,假设了四个模型。一个或多个风扇盒,每个携带一排6个MU1238单元,插入安装测试夹具的架子之间,从底部架子下面开始。
一个托盘:
只在底层架子下面插了六个单元。
两个托盘:
共有12个单元插入下面的底部和第二个架子。
三个托盘:
总共有18个单元通过第三个架子插入底部。
四个托盘:
总共24个单元通过第四层插入底部。
MRS20的布局模型:一个MRS20单元被放置在安装测试夹具的顶部。
安装试验夹具由20块W18.9 x D14.2 x H9.4 in印刷电路板组成。每台散发40瓦的热量,放置在0.24英寸的架子上。间隔。然后,架子在一个系统中堆叠到四层的高度,相邻的架子之间间隔3.8英寸。(总散热3.2 kW)。系统外的环境温度保持在恒定的68°F。
图4-为每个仿真模型创建了气流/静压特性曲线。
安装了一个和两个风扇盒后,上部部分的温度分别上升到125.6华氏度和111.2华氏度,系统内部没有均匀冷却。上部区域的温度为102.2华氏度(3个风扇盒)和89.6华氏度(4个风扇盒)。只有安装了四个风扇盒,系统内部才能均匀冷却。
图5 -噪声水平在任何设计中都是一个关键因素。该图显示了每个仿真模型的计算噪声水平。
当使用一个MRS20风扇进行冷却时,上部部分的温度仅为96.8°F,这表明它产生的冷却效果大致相当于四个风扇盒。同时,通过对水平方向冰架中心温度等值线的分析,可以发现每个冰架的冷却方式都比较均匀(图3)。
仿真模型
一般来说,风机的静压随着其产生的气流的增加而减小。通风阻力是在这样的方向上产生的,以阻止气流。这个通风阻力,随着气流的增加而增加,作为系统中存在的内部压力给出。
图4为气流与静压特性曲线,反映了风机与系统内部压力的关系。这两条曲线之间的交点称为“工作点”,它代表系统中的气流和在该特定气流处发生的压力损失。为了在系统内部冷却,选择比操作点提供更大容量的风扇是很重要的。
通过计算预测了每个仿真模型固有的噪声水平。一台MRS20机组的噪声水平为61 dB,大致相当于4个风机盒(共24台风机)的噪声程度。
为每个仿真模型建立了气流/静压特性曲线(图4)。各模型的气流/静压特性曲线以及系统压力损失的样本特性曲线证明,一个MRS20风扇单元能够产生10.1 m3/min的气流,大致等于四个风扇盒(共24个风扇单元)获得的10.5m3/min的气流。
计算流体动力学模拟结果表明,当系统的印刷电路板紧密安装在一起,从而产生大量热量时,一个MRS20风扇单元的冷却效果和噪声水平大致相当于四个风扇盒(6个风扇单元,每个4.69英寸)的冷却效果和噪声水平。广场)。
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