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散热设计

散热设计

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六自由度微动台热特性分析与散热设计

智能制造类 流浪的心 2016-11-03 11:09 发表了文章 来自相关话题

温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提
高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台
的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三
维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态 查看全部
温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提
高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台
的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三
维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态
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机器人散热的另一大法宝:“流汗”

机械自动化类 集运物流 2016-10-19 13:50 发表了文章 来自相关话题

人类的身体有很特殊的构造,我们的身体机能有平衡的关系。例如当我们使用肌肉的时候,与此同时随着肌肉的运动就会产生热量。

那随着锻炼的频率越大,使用肌肉的次数越多时间越长,那么根据能量守恒定律,肌肉运动时所产生的热量必须通过某个途径散发掉,因此我们的身体就会自动散发热量,而流汗就是散热的途径。

通过流汗,我们将体内的 查看全部
人类的身体有很特殊的构造,我们的身体机能有平衡的关系。例如当我们使用肌肉的时候,与此同时随着肌肉的运动就会产生热量。

那随着锻炼的频率越大,使用肌肉的次数越多时间越长,那么根据能量守恒定律,肌肉运动时所产生的热量必须通过某个途径散发掉,因此我们的身体就会自动散发热量,而流汗就是散热的途径。

通过流汗,我们将体内的
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产品散热设计

设计类 胆大不怕黑 2016-05-05 11:15 发表了文章 来自相关话题

散热设计指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合适的冷却技术和结构设计,以对它们的温升进行控制,从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。作者通过三篇文章向大家详细介绍产品冷却设计的原理、方式。希望抛砖引玉,和大家一起讨论、学习。
热传递有三种基本方式:导热(热传导)、对流和辐射
 

 
 
  

文章来源于上海 查看全部
散热设计指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合适的冷却技术和结构设计,以对它们的温升进行控制,从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。作者通过三篇文章向大家详细介绍产品冷却设计的原理、方式。希望抛砖引玉,和大家一起讨论、学习。
热传递有三种基本方式:导热(热传导)、对流和辐射
 

 
 
  

文章来源于上海
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六自由度微动台热特性分析与散热设计

智能制造类 流浪的心 2016-11-03 11:09 发表了文章 来自相关话题

温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提
高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台
的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三
维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态温度场的理论计算,并采用数
值方法计算了微动台在自然对流和强制水冷条件下的三维温度场分布。根据计算和分析结果,完成
了微动台冷却系统的设计。结果表明,采用强制水冷后,微动台动子温升不超过1℃ ,满足微动台工
程设计要求。




链接:http://pan.baidu.com/s/1kUOUXWr 密码:e1fe 查看全部
温升是引起微动台精度和环境变化的重要因素,从热特性分析着手进行微动台优化设计是提
高微动台性能的一条重要途径。论文提出了一种新型纳米精度六自由度微动台结构,给出了微动台
的发热热源、定子线圈等效导热系数和自然对流及强制水冷条件下表面散热系数,建立了微动台三
维温度场的数学模型。根据热传导理论,完成了微动台定子线圈稳态温度场的理论计算,并采用数
值方法计算了微动台在自然对流和强制水冷条件下的三维温度场分布。根据计算和分析结果,完成
了微动台冷却系统的设计。结果表明,采用强制水冷后,微动台动子温升不超过1℃ ,满足微动台工
程设计要求。
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链接:http://pan.baidu.com/s/1kUOUXWr 密码:e1fe
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机器人散热的另一大法宝:“流汗”

机械自动化类 集运物流 2016-10-19 13:50 发表了文章 来自相关话题

人类的身体有很特殊的构造,我们的身体机能有平衡的关系。例如当我们使用肌肉的时候,与此同时随着肌肉的运动就会产生热量。

那随着锻炼的频率越大,使用肌肉的次数越多时间越长,那么根据能量守恒定律,肌肉运动时所产生的热量必须通过某个途径散发掉,因此我们的身体就会自动散发热量,而流汗就是散热的途径。

通过流汗,我们将体内的水分散发出来,然后皮肤上的水分会蒸发,从而就可以让我们凉快下来。

说了以上这么多,我们也可以推论出机器人,尤其人型动态机器人,在运作过程中,体内的电机几乎需要保持恒定的高扭转状态,从而会产生很大的热量,而产生的这些热量却成为了它们性能展现的最主要制约因素。
 

而谷歌Alphabet旗下的Schaft机器人公司在DRC 尝试上就做得很好,其中的一个原因就在于他们所开发的液体冷却电机能够在机器人运转过程中,起到自动冷却的作用,不会因为长时间的扭转而导致过度发热的问题。
 
[login] 
而工程师在大多数机械系统中,都是使用风扇,散热片,和散热器来进行散热,而这同时意味着以上这些冷却基础设备会占用很大的空间,也会增加重量。


在本周举办的IEEE / RSJ国际智能机器人与系统会议上,日本研究员们提出了一个更加有效的机器人冷却方法:设计出一款机器人,使其能够从骨骼中直接将水分以流汗的方式散发出来。

来自东京大学JSK实验室的研究员在Masayuki Inaba教授的带领下,试图在他们这个身高1.7米,体重56公斤的机器人Kengor身上增加一个冷却系统(Kengoro人型机器人带来肌肉骨骼的设计,它是JSK机器人大家族中的一个组成部分)。

 
Kengoro机器人体内已经塞满了结构部件,如线路板,齿轮以及许多大小不一的电机,根本就没有多余的位置放这些冷却水管,散热器和风扇。于是研究人员们开始思考,如何才能够更好地利用Kengoro当前已有的组件,然后他们想出了一个主意,就是使用机器人的骨骼结构(它的金属框架)作为冷却剂的输送系统。

 
这种方法不仅仅局限于让水分在机器人框架上循环流动。研究员们决定另辟蹊径,他们决定将水从电机周围的框架上渗透出来,从而通过水分蒸发的方式来降温。
 
换一句话说,就是想让机器人“流汗”。通过这种方式,不仅仅能够让水流在机器人框架之内进行循环流动,同时还解决了没有足够的位置放散热器的问题。


那么怎样才能达到这个目的呢?其中最重要的一个关键点就在于Kengoro框架的构建模式。

Kengoro是铝粉通过激光制作而构建起来的,这种添加剂生产技术能够制造出许多复杂结构的金属制品。
 

就像3D打印,在整个打印过程中,可以加入很多的控制因素,在制造过程中,通过改变激光的能量密度,就能够选择性的改变你所生产的金属制品的渗透性。
 

而在这种技术的帮助下,就能够制作出强渗透性的金属产品。通常,低渗透性的金属片包括实心的铝砖,而高渗透性的金属制品,一般情况下结构差距很小并且有很多的疏松结构,就像海绵一样。
 

这种激光烧结技术十分精确,完全有能力构建出具有高低不同渗透性的金属产品。综上所述,那么研发人员就解决了第一个难题,可以通过使用该技术,制造出无缝金属部件,并且能够有一些高渗透性的设计,从而让机器人体内的水可以渗出来。
 

现在,可以运输循环水的机器人铝架构已经完成,同时又面临着另外一个大难题(其实远远不止这一个),就是如何才能使机器人以有用的方式来“流汗”,而不是随便渗漏出来流到地上。
 

此时,激光烧结技术又派上了用场,它可以让水从机器人的最内层渗透出来,流到靠近机器人框架表面的可渗透层,然后从这一层散发出去的水就能够直接蒸发到空气当中了。机器人的“汗腺”设计在电机附近。在运行过程中电机一旦升温了,所蒸发的水就能够有效地使它冷却下来。
 

Kengoro运行半天需要耗费的去离子水大约一杯左右,和人体构造很像,它必须使自己体内保持有水的状态,才能够在高度运转时起到冷却的作用。
 

测试表明,这种冷却方法,一天之内前三次的效果比循环水散热的效果要好很多,但是由于技术的有限,跟传统的散热器比起来,持久的效果就没有那么好。在实践中这意味着Kengoro可以满功率地运行更长时间,它可以连续做11分钟的俯卧撑,却依然不烧掉电机。
 

“普通的一个机器人的框架仅能用于支撑力量,但是我们的设计理念是在框架之上加入更多的功能,使用它来转化水,释放热量,同时还能有一定的支撑力。” Toyotaka Kozuki说道。 
 

利用人造汗水进行冷却的骨骼结构,让机器人从业人员又找到了一个新的视野,帮助机器人可以更加有效地进行散热,在减轻机器人负担的同时,还能更加环保,也可以使机器人发挥更多潜在的价值。
[/login] 
 
 
 
 
 
来源:1号机器人网
智造家提供 查看全部
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人类的身体有很特殊的构造,我们的身体机能有平衡的关系。例如当我们使用肌肉的时候,与此同时随着肌肉的运动就会产生热量。

那随着锻炼的频率越大,使用肌肉的次数越多时间越长,那么根据能量守恒定律,肌肉运动时所产生的热量必须通过某个途径散发掉,因此我们的身体就会自动散发热量,而流汗就是散热的途径。

通过流汗,我们将体内的水分散发出来,然后皮肤上的水分会蒸发,从而就可以让我们凉快下来。

说了以上这么多,我们也可以推论出机器人,尤其人型动态机器人,在运作过程中,体内的电机几乎需要保持恒定的高扭转状态,从而会产生很大的热量,而产生的这些热量却成为了它们性能展现的最主要制约因素。
 

而谷歌Alphabet旗下的Schaft机器人公司在DRC 尝试上就做得很好,其中的一个原因就在于他们所开发的液体冷却电机能够在机器人运转过程中,起到自动冷却的作用,不会因为长时间的扭转而导致过度发热的问题。
 
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而工程师在大多数机械系统中,都是使用风扇,散热片,和散热器来进行散热,而这同时意味着以上这些冷却基础设备会占用很大的空间,也会增加重量。


在本周举办的IEEE / RSJ国际智能机器人与系统会议上,日本研究员们提出了一个更加有效的机器人冷却方法:设计出一款机器人,使其能够从骨骼中直接将水分以流汗的方式散发出来。

来自东京大学JSK实验室的研究员在Masayuki Inaba教授的带领下,试图在他们这个身高1.7米,体重56公斤的机器人Kengor身上增加一个冷却系统(Kengoro人型机器人带来肌肉骨骼的设计,它是JSK机器人大家族中的一个组成部分)。

 
Kengoro机器人体内已经塞满了结构部件,如线路板,齿轮以及许多大小不一的电机,根本就没有多余的位置放这些冷却水管,散热器和风扇。于是研究人员们开始思考,如何才能够更好地利用Kengoro当前已有的组件,然后他们想出了一个主意,就是使用机器人的骨骼结构(它的金属框架)作为冷却剂的输送系统。

 
这种方法不仅仅局限于让水分在机器人框架上循环流动。研究员们决定另辟蹊径,他们决定将水从电机周围的框架上渗透出来,从而通过水分蒸发的方式来降温。
 
换一句话说,就是想让机器人“流汗”。通过这种方式,不仅仅能够让水流在机器人框架之内进行循环流动,同时还解决了没有足够的位置放散热器的问题。


那么怎样才能达到这个目的呢?其中最重要的一个关键点就在于Kengoro框架的构建模式。

Kengoro是铝粉通过激光制作而构建起来的,这种添加剂生产技术能够制造出许多复杂结构的金属制品。
 

就像3D打印,在整个打印过程中,可以加入很多的控制因素,在制造过程中,通过改变激光的能量密度,就能够选择性的改变你所生产的金属制品的渗透性。
 

而在这种技术的帮助下,就能够制作出强渗透性的金属产品。通常,低渗透性的金属片包括实心的铝砖,而高渗透性的金属制品,一般情况下结构差距很小并且有很多的疏松结构,就像海绵一样。
 

这种激光烧结技术十分精确,完全有能力构建出具有高低不同渗透性的金属产品。综上所述,那么研发人员就解决了第一个难题,可以通过使用该技术,制造出无缝金属部件,并且能够有一些高渗透性的设计,从而让机器人体内的水可以渗出来。
 

现在,可以运输循环水的机器人铝架构已经完成,同时又面临着另外一个大难题(其实远远不止这一个),就是如何才能使机器人以有用的方式来“流汗”,而不是随便渗漏出来流到地上。
 

此时,激光烧结技术又派上了用场,它可以让水从机器人的最内层渗透出来,流到靠近机器人框架表面的可渗透层,然后从这一层散发出去的水就能够直接蒸发到空气当中了。机器人的“汗腺”设计在电机附近。在运行过程中电机一旦升温了,所蒸发的水就能够有效地使它冷却下来。
 

Kengoro运行半天需要耗费的去离子水大约一杯左右,和人体构造很像,它必须使自己体内保持有水的状态,才能够在高度运转时起到冷却的作用。
 

测试表明,这种冷却方法,一天之内前三次的效果比循环水散热的效果要好很多,但是由于技术的有限,跟传统的散热器比起来,持久的效果就没有那么好。在实践中这意味着Kengoro可以满功率地运行更长时间,它可以连续做11分钟的俯卧撑,却依然不烧掉电机。
 

“普通的一个机器人的框架仅能用于支撑力量,但是我们的设计理念是在框架之上加入更多的功能,使用它来转化水,释放热量,同时还能有一定的支撑力。” Toyotaka Kozuki说道。 
 

利用人造汗水进行冷却的骨骼结构,让机器人从业人员又找到了一个新的视野,帮助机器人可以更加有效地进行散热,在减轻机器人负担的同时,还能更加环保,也可以使机器人发挥更多潜在的价值。
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来源:1号机器人网
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产品散热设计

设计类 胆大不怕黑 2016-05-05 11:15 发表了文章 来自相关话题

散热设计指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合适的冷却技术和结构设计,以对它们的温升进行控制,从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。作者通过三篇文章向大家详细介绍产品冷却设计的原理、方式。希望抛砖引玉,和大家一起讨论、学习。
热传递有三种基本方式:导热(热传导)、对流和辐射
 
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(1)导热(热传导)

由于物体内部分子、原子和电子等微观粒子的热运动,而组成物体的物质并不发生宏观的位移,将热量从高温区传到低温区的过程称为导热(或热传导)。

在气体中,导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。气体温度越高,其分子运动动能越大,不同能量水平的分子相互碰撞的结果使热量从高温处传到低温处。

在导电固体中,相当多的自由电子在晶格之间像气体分子那样,通过相互碰撞传递能量。在不导电的固体中,热量的传递是通过晶格结构的振动,即原子、分子在平衡位置附近的振动来实现的。而对于液体的导热机理目前尚未获得统一的认识:一种观点认为液体的导热原因类似于气体分子的相互碰撞,只是液体分子之间的距离较小,分子间的作用力影响大于在气体分子间的作用力对碰撞过程的影响;另一种观点认为液体的导热原因类似于非导电固体,主要依靠弹性波的作用。
 
 

(2)对流

对流:流体各部分之间发生相对位移,依靠冷热流体互相掺混和移动所引起的热量传递方式。

流体(气体或液体)通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。因流体的热导率很小,通过热传导传递的热量很少,对流是流体的主要传热方式。对流可分为自然对流和强迫对流。

自然对流:如果流体的运动是由于流体密度差和温度梯度而引起的,则这种传热过程称为自由对流或自然对流。

在自由对流传热中,上部较热流体与底部较冷流体间的密度差引起流体上升
影响自由对流热阻的重要因素包括流体中的温度梯度以及表面的位置和方向,如(下表降低自由对流热阻的方法)
降低自由对流热阻的方法

强迫对流。如果流体的运动是由外力(如风扇或泵)造成的,则这种传热过程叫做强迫对流。影响强迫对流热阻的重要因素包括流体类型,它的速度及表面的外部特征(如图)

增强流体湍流是增加强迫对流传热系数的有效方法
用来带走热的流体称为冷却剂。空气是最重要的冷却剂。减小热阻的方法如下。
减小热阻的方法。



(3)辐射

辐射是在真空中进行传热的唯一方式,它是量子从热体(辐射体)到冷体(吸收体)的转移。

不透明物体吸收落在它表面的一部分辐射能量,同时反射掉其余部分能量。吸收和反射的数量取决于物体表面特性,诸如颜色和粗糙度。理想的黑体吸收全部辐射能量,而理想的晶亮物体是反射所有的能量。一个表面的辐射特性是由一个称为黑度的无量纲量来表征的。

副射传热速率与辐射体及吸收体温度的关系
黑度也在0和1之间,完全黑体的黑度为1,完全发光体的黑度为0,实际物体的黑度在0和1之间,典型的金属和非金属材料的黑度在(表)给出。

减小辐射热阻的方法

a.采用黑度大材料
b.辐射体对于吸收体要有良好的视角
c.面积大
冷却方法的选择
冷却方法的选择根据散热设备的热密度(表面散热功率系数或体积发热功率系数)来确定(图-发热功率系数)。
表面散热系数功率系数适合用于设备外部散热形式的选择;体积发热功率系数适合于设备内部散热形式的选择(表-冷却方式的选择)
发热功率系数

冷却方式的选择

常用冷却技术单位面积的最大功率
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文章来源于上海鹰峰电子科技有限公司 智造家平台提供 查看全部
散热设计指对电子设备的耗热元件以及整机或系统采用合适的冷却技术和结构设计,以对它们的温升进行控制,从而保证电子设备或系统正常、可靠地工作。作者通过三篇文章向大家详细介绍产品冷却设计的原理、方式。希望抛砖引玉,和大家一起讨论、学习。
热传递有三种基本方式:导热(热传导)、对流和辐射
 
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(1)导热(热传导)

由于物体内部分子、原子和电子等微观粒子的热运动,而组成物体的物质并不发生宏观的位移,将热量从高温区传到低温区的过程称为导热(或热传导)。

在气体中,导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。气体温度越高,其分子运动动能越大,不同能量水平的分子相互碰撞的结果使热量从高温处传到低温处。

在导电固体中,相当多的自由电子在晶格之间像气体分子那样,通过相互碰撞传递能量。在不导电的固体中,热量的传递是通过晶格结构的振动,即原子、分子在平衡位置附近的振动来实现的。而对于液体的导热机理目前尚未获得统一的认识:一种观点认为液体的导热原因类似于气体分子的相互碰撞,只是液体分子之间的距离较小,分子间的作用力影响大于在气体分子间的作用力对碰撞过程的影响;另一种观点认为液体的导热原因类似于非导电固体,主要依靠弹性波的作用。
 
 

(2)对流

对流:流体各部分之间发生相对位移,依靠冷热流体互相掺混和移动所引起的热量传递方式。

流体(气体或液体)通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。因流体的热导率很小,通过热传导传递的热量很少,对流是流体的主要传热方式。对流可分为自然对流和强迫对流。

自然对流:如果流体的运动是由于流体密度差和温度梯度而引起的,则这种传热过程称为自由对流或自然对流。

在自由对流传热中,上部较热流体与底部较冷流体间的密度差引起流体上升
影响自由对流热阻的重要因素包括流体中的温度梯度以及表面的位置和方向,如(下表降低自由对流热阻的方法)
降低自由对流热阻的方法

强迫对流。如果流体的运动是由外力(如风扇或泵)造成的,则这种传热过程叫做强迫对流。影响强迫对流热阻的重要因素包括流体类型,它的速度及表面的外部特征(如图)

增强流体湍流是增加强迫对流传热系数的有效方法
用来带走热的流体称为冷却剂。空气是最重要的冷却剂。减小热阻的方法如下。
减小热阻的方法。



(3)辐射

辐射是在真空中进行传热的唯一方式,它是量子从热体(辐射体)到冷体(吸收体)的转移。

不透明物体吸收落在它表面的一部分辐射能量,同时反射掉其余部分能量。吸收和反射的数量取决于物体表面特性,诸如颜色和粗糙度。理想的黑体吸收全部辐射能量,而理想的晶亮物体是反射所有的能量。一个表面的辐射特性是由一个称为黑度的无量纲量来表征的。

副射传热速率与辐射体及吸收体温度的关系
黑度也在0和1之间,完全黑体的黑度为1,完全发光体的黑度为0,实际物体的黑度在0和1之间,典型的金属和非金属材料的黑度在(表)给出。

减小辐射热阻的方法

a.采用黑度大材料
b.辐射体对于吸收体要有良好的视角
c.面积大
冷却方法的选择
冷却方法的选择根据散热设备的热密度(表面散热功率系数或体积发热功率系数)来确定(图-发热功率系数)。
表面散热系数功率系数适合用于设备外部散热形式的选择;体积发热功率系数适合于设备内部散热形式的选择(表-冷却方式的选择)
发热功率系数

冷却方式的选择

常用冷却技术单位面积的最大功率
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