Hallo liebe Forengemeinde,
ich habe grade ein kleines Problem. Ich muss den thermischen Widerstand
eines Kupferblocks abschätzen, der auf fünf Seiten isoliert ist (wird
als ideal angenommen, d.h. kein Wärmeaustausch) und auf einer Seite an
einen Wärmespreizer anliegt, so dass davon ausgegangen wird, dass diese
Seite eine homogene Wärmeverteilung aufweist. In der Mitte des
Kupferblocks befindet sich eine Wärmequelle in Form eines Zylinders,
welcher komplett von der Oberseite bis zur Unterseite durchgeht.
Wie kann ich den Wärmewiderstand zwischen Wärmequelle und Wärmespreizer
berechnen? Dazu bräuchte ich die mittlere wirksame Fläche und die
relevante Weglänge, hierfür fehlt mir im Moment jedoch der richtige
Denkanstoß bzw. die richtigen Stichworte für die nötigen mathematischen
Grundlagen.
Viele Grüße,
Andi
Andi schrieb:> eine Wärmequelle in Form eines Zylinders, welcher komplett von der> Oberseite bis zur Unterseite durchgeht.
Und wo ist die offene Seite des Würfels? Oben oder unten? Oder links
oder rechts? Sitzt der Zylinder also einseitig auf dem Heatspreader auf?
Oder ist er parallel dazu im Kupferblock?
Sicher auch interessant: welchen Durchmesser hat der Zylinder und welche
Kantenlänge der Kupferklotz?
Andi schrieb:> Wie kann ich den Wärmewiderstand zwischen Wärmequelle und Wärmespreizer> berechnen?
Ich habe ein wenig den Verdacht, dass das recht aufwändig ist und eine
Simulation der naheliegende Weg wäre...
Siehe z.B. das dort:
http://berndglueck.de/dl/?dl=Waermeleitung+Bericht_Waermeleitung.pdf
Andi schrieb:> In der Mitte des> Kupferblocks befindet sich eine Wärmequelle in Form eines Zylinders,> welcher komplett von der Oberseite bis zur Unterseite durchgeht.
Heisst das die Erzeugung erfolgt im Inneren des Cu Würfels?
Also 5 Seiten isoliert und nur eine Seite an dem "Wärmespreizer"?
Wahrscheinlich ist der innere WW des Cu Blocks vernachlässigbar und nur
der Übergangswiderstand relevant.
Schon mal vielen Dank für eure Bemühungen.
Der Zylinder verläuft parallel zu dem Heatspreader, berührt diesen also
nicht. die Grundfläche des Würfels ist ungefähr 35mm+35mm und die Höhe
beträgt 70mm. Der Durchmesser des Zylinders beträgt 18mm, der Zylinder
verläuft dabei von oben nach unten.
Der Wärmewiderstand darf leider nicht vernachlässigt werden, da es dabei
um die Parameterabschätzung eines Messtandes geht und der
Wärmewiderstand somit eindeutig zu einer Abweichung führen würde.
Andi schrieb:> Der Zylinder verläuft parallel zu dem Heatspreader, berührt diesen also> nicht. die Grundfläche des Würfels ist ungefähr 35mm+35mm und die Höhe> beträgt 70mm. Der Durchmesser des Zylinders beträgt 18mm, der Zylinder> verläuft dabei von oben nach unten.
Sorry ich verstehe jetzt zumindest gar nichts mehr.
Die universelle Sprache der Mechanik ist die technische Zeichnung.
Andi schrieb:> Der Zylinder verläuft parallel zu dem Heatspreader, berührt diesen also> nicht. die Grundfläche des Würfels ist ungefähr 35mm+35mm und die Höhe> beträgt 70mm. Der Durchmesser des Zylinders beträgt 18mm, der Zylinder> verläuft dabei von oben nach unten.
Wenn ich mir das jetzt vorstelle, dann steht der Heatspreader senkrecht,
der Zylinder geht ebenfalls senkrecht auf 70mm Länge durch einen 70mm
langen und 35mm breiten Kupferklotz, der mit einer 70x35mm² großen
Seitenfläche an den Heatspreader gekoppelt ist. Richtig?
Wenn nicht, dann wirds Zeit für eine Zeichnung...
> Der Durchmesser des Zylinders beträgt 18mm
Und der Zylinder ist homogen warm?
> der Zylinder verläuft dabei von oben nach unten.
Diese Information ist sehr wahrscheinlich irrelevant.
Andi schrieb:> Dann halt Quader, die Abmessungen sind irrelevant, da ich kein Ergebniss> will, sonder ein Lösungsverfahren!
Wenn es schon an solchen elementaren geometrischen Formen, die man
üblicherweise schon in der Grundschule lernt, scheitert, müssen wir uns
um den Rest auch kaum noch Gedanken machen.
Der Andere schrieb:> ist die Lösung eindeutig FEM
Ja. Es gibt Formeln für die Leitung von einer Oberfläche zur
gegenüberliegenden, für die unzähligen anderen Möglichkeiten, wie Wärme
innerhalb und aus dem Quader heraus fliesst, gibt es garantiert keine
fertige Formel - also simulieren.
Georg
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