在自然对流和空间
热分析时,辐射传热占据了很大的比重。Icepak提供了Surface to Surface 模型来计算辐射,并提供多种参数的设置以进行高精度辐射换热的模拟。
上图给出了一块水平放置的PCB板子在大空间中自然对流时,对流换热系数与辐射换热系数的对比图。由图可知,当物体表面与空气的温度差DTSA=25时,辐射换热系数大于自然对流换热系数。
根据辐射换热的计算公式,可知,其中角系数
F的确定十分关键。但由于实际物理模型千差万别,角系数的计算非常复杂。想要保证计算的精度,单一的角系数计算模型很难适用于各种情况。Icepak软件中提供了两种辐射模型和多类参数设置,可以满足各种工况的计算要求。
Hemicube(半立方体模型):该方法适用于复杂几何模型中角系数的计算。
Adaptive(自适应模型):该方法可以根据辐射面的位置自动选择最合适的角系数计算方法。适用于简单模型。
Icepak在计算角系数时,首先对部件表面网格粗略化。“Coarse tol”是用以设定网格粗略化程度的参数,其值越小说明网格越密,但同时会增加计算时间,建议使用默认设置(1e-3)。“Disp min”用于设定最小的可见角系数,角系数小于设定值的将不被显示,不过仍然参与计算。“Load min”用于设定参与计算的最小角系数值,小于该设定值的角系数将被忽略。
另外需要强调的一点是,Icepak始终保持角系数总和=1,当实际计算所得之和小于1时,软件自动将余下的部分辐射向默认辐射参考环境(Radiation temp)。这可能影响计算结果的准确性,因此建议将“Radiation Enable”中的object都选上。
MATERIAL Emissivity
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Aluminum)
Highly polished 0.039-0.057
Commercial sheet 0.092
Heavily oxidized 0.20-0.31
surface roofing 0.216
Highly polished 0.028-0.037
Dull plate 0.22
Copper
Polished 0.023
Thick oxide layer 0.78
Pure, highly polished 0.018-0.035
Iron and Steel (not stainless)
% s* X6 }- U( Y Steel, polished 0.066
Iron, polished 0.14-0.38
Cast Iron 0.60-0.70
Mild steel 0.20-0.32
Iron plate, rusted red 0.61
sheet sheet, rough oxide layer 0.81
Lead
unoxidized 0.057-0.075
gray oxidize 0.28
Molybdenum
filament 0.096-0.202
Massive, polished 0.071
polished 0.072
nickel oxide 0.59-0.863
pure, polished 0.0.020-0.032
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Asbesto, board 0.96
red, rough, no gross irregularities 0.93,
fireclay 0.75
filament 0.53
Rough plate 0.77
Lampblack 0.844
Concrete tiles 0.63
~Glass
smooth 0.94
pyrex, lead, and soda 0.95
Porcelain, glazed 0.92
rough, fused 0.93'
Roofing Paper 0.910
Water 0.95
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