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La liste des exemples en thermique et leurs liens de téléchargement se trouve sur la page   Exemples thermiques

Note : Rouge : Utilisation d'une fonction spéciale. Bleu : Question. Vert : vers un lien interne. Orange : vers un lien externe.


 

Ailettes pour moteur thermique


Un moteur monocylindre en aluminium est équipé d'ailettes de refroidissement. On souhaite connaître l'utilité de celles-ci.
  •   Données :
  •   Conductivité thermique : k = 186 W/(m.K)
  •   matériau : aluminium
  •   hauteur cylindre : 150 mm
  •   ailette : hauteur = 20 mm, épaisseur = 6 mm, nombre : 5
  •   diamètre : Dext = 50 mm, Dint = 40 mm
  •   température : moteur - 200 °C (473 K), ambient - 27 °C (300 K)
  •   Quelle est la puissance thermique totale dissipée, avec et sans ailette ?
  •   Informations
  •   Pour le calcul de la puissance du moteur avec ailettes, charger le fichier statut "example_a9.sst" puis utiliser l'outil "Integral calculator" qui s'applique au contour créé.
  •   Un coefficient d'efficacité de 0.95 est appliqué sur ces ailettes, le moyen de calculer ce coefficient sera donné ultérieurement dans la partie "Blog".
  •   Réponse :
  •   Pro : 679 W (resp. 236 W ) avec les ailettes (resp. sans les ailettes)
  •   Student : 789 W (resp. 240 W ) avec les ailettes (resp. sans les ailettes)
Zoom ailette de refroidissement

Ailette refroidissement moteur thermique

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Ailettes pour transistor


Un transistor de hauteur 6 mm et de diamètre 4 mm, est surmonté d'un dissipateur thermique de conductivité thermique 200 W/(m.K) (Aluminium). Il y a 12 ailettes d'épaisseur 0.7 mm et de hauteur 10 mm. Le montage introduit une resistance thermique de 10•e-3 (K.m²)/W.

  •   Données :
  •   coefficient de convection : 25 W/(K.m²)
  •   température ambiante : 20 °C
  •   Quelle est la puissance maximale admissible pour que la température du transistor n'excède pas 80 et 125°C ?
  •   Informations
  •   Le contact thermique sera équivalent à un secteur de 0.2 mm d'épaisseur, dont la conductivité est définie par conductivité thermique = e / k (e épaisseur, et k conductivité thermique). Ici k ( appelé "contact" dans le modèle ) = 0.0002 / 0.0001 = 0.2 W/(K.m²)
  •   Ne pas oublier de multiplier par quatre le résultat obtenu puisque seulement un quart du modèle est représenté dans QuickField. le contour est choisi sur le pourtour du corps du transistor.
  •   L'efficacité de l'ailette ( η = 0.988 ) est donnée à titre d'information. le moyen de calculer ce coefficient sera donné ultérieurement dans la partie "Blog".
  •   1.45 W (resp. 2.54 W ) si la température du transistor peut atteindre 80 °C (resp. 125 °C). Le modèle "Student" donne 1.43 W pour 80 °C.
Ailette de refroidissement pour transistor

Ailette refroidissement pour transistor

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Ailette de refroidissement - Utilisation de LabelMover


Une ailette de refroidisseur cylindrique se trouve dans l'air ambiant. Elle fait partie d'un ensemble a 100°C.

  •   Données :
  •   Ailette : Φ = 10 mm, coeff. de convection h = 100 W/(K.m²)
  •   température ambiante : 20 °C
  •   On veut comparer deux type de matériaux :
    •   Cuivre de conductivité thermique k = 400 W/(m.K)
    •   Inox de conductivité thermique k = 14 W/(m.K)
  •   Quelle est la longueur à partir de laquelle
      cette ailette n'est plus efficace ?
  •   Informations
  •   Le problème est de symétrie axiale.
  •   On utilisera LabelMover pour faire varier la longueur de la tige et pour calculer la puisance thermique dissipée pour constater que cette puissance tend vers une limite. La longueur pouvant varier de façon importante, Student's Quickfield ne peut pas être utilisé.
Tige de refroidissement - performances

Ailette refroidissement : efficacité


  •   Réponse :
  •   Pour le cuivre, à partir de 350 mm, Pmax = 23.3 W .
  •   Pour l'inox, à partir de 50 mm, Pmax = 4.15 W .


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