[发明专利]一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法

摘要

本发明涉及一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法。本发明包括通过理论计算完成雷达恒温箱中半导体制冷器(TEC)、风扇以及散热器的选型；建立雷达恒温箱的三维模型；建立三维网格化的计算域；对雷达恒温箱进行仿真计算，得到初始仿真结果；建立温度分布的等高线云图以及流体的流动迹线，对不符合工作要求的雷达恒温箱内部的结构及布局进行改进。本发明可以缩短研发周期，提高经济效益。通过本发明设计方法得到的雷达恒温箱在实际使用过程中，不仅散热效果好，同时结构紧凑、小型化、防水密封以及电磁屏蔽效果好。

主权项

1.一种用于雷达恒温箱TEC选型的热设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，根据电讯指标要求，提前确定供给半导体制冷器(TEC)的电流I和电压U；选定一种型号的半导体制冷器，根据所述半导体制冷器型号规格书中的制冷功率随温差变化的性能图，选择半导体制冷器的热面温度Th，再根据目标温度T，得到温差DT：DT＝Th-T根据所述温差DT和供给半导体制冷器的电流值I，并参照所述制冷功率随温差变化的性能图，确定出半导体制冷器在温差DT下实际的制冷量QC；步骤2，对比需要对其进行温度控制的电子元器件中的发热芯片功耗Q和半导体制冷器实际的制冷量QC，若所述半导体制冷器实际的制冷量QC低于或等于所述发热芯片功耗Q，则重新选择半导体制冷器的型号，直到所选择的半导体制冷器实际的制冷量QC高于发热芯片功耗Q；步骤3，根据发热芯片功耗Q和供给半导体制冷器的电压U、电流I确定出系统的总热耗Qmax；Qmax＝Q+UI步骤4，根据步骤3计算得到的Qmax，依据下面的公式得到系统散热所需风扇的风量V：V＝Qmax/(0.355ΔT)式中：ΔT为空气经过散热器的温升；所需散热器的总散热面积F：F＝Qmax/(h*ΔT)式中：h为散热器表面的对流换热系数；散热器中肋片的尺寸、数量以及肋间距的计算公式如下：F＝(2z+w)nL式中：z为肋片的高度；L为肋片气流方向的长度；w为肋间距；n为肋片数量；步骤5，根据前面步骤选定的半导体制冷器、风扇以及散热器，布置雷达恒温箱内发热的电子元器件并利用Pro/E软件建立相应雷达恒温箱的三维模型；所述半导体制冷器的冷面位于所述雷达恒温箱内侧，所述半导体制冷器的热面位于所述雷达恒温箱外侧，所述冷面与热面处分别布置有散热器以及风扇；步骤6，将所述雷达恒温箱的三维模型导入FloEFD热仿真软件中进行热仿真数值分析，得到整个恒温箱内部电子元器件表面的温度分布、散热器表面的温度分布、箱体内部空气的温度和流速的分布；步骤7，根据仿真结果判断雷达恒温箱内部是否达到设定的工况要求，如符合工况要求，则结束；如不符合工况要求，则将所述雷达恒温箱内发热的电子元器件重新布置，并重复步骤5～步骤6，直至雷达恒温箱内部符合工况要求。