航空电子模块储热器工作时间预测

• 作者: 吴波 张丰华 田沣 醋强一
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: 航空电子模块 储热器 工程设计 工作时间 线性回归
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 保质设计
• 页码范围: 48-55
• 页数: 8页
• 分类号: V247|TK02
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2021.00.015

摘要

航空电子模块储热器是一类广泛应用于航空电子设备的热管理装置.为了给航空电子模块储热器的工程设计提供理论支撑,对其工作时间与功耗、设定温度之间的关系进行研究.首先,综合考虑自然对流和热辐射的影响,运用传热学理论构建了储热器在实际工作环境下的热模型.然后,运用焓-多孔介质法对储热器的瞬态储热过程进行了数值模拟,并通过求解相变传热学中具有温度场理论解的斯蒂芬问题验证了数值模拟方法的准确性.最后,分别在4种典型功耗下计算得到储热器的温升曲线及其相变材料的熔化进程曲线,并与顶面绝热条件下的理想曲线进行了对比;同时,以理论规律为基础,结合数值模拟结果,得到了储热器工作时间与功耗、设定温度之间的依变关系,并采用最小二乘法对该依变关系进行了二元线性回归分析.结果表明,相比于在顶面绝热条件下,储热器在低功耗下的温升过程及其相变材料的熔化进程受自然对流和热辐射的影响较为显著;储热器工作时间与功耗在双对数坐标下呈线性关系,与设定温度在单对数坐标下呈线性关系;利用二元线性回归方法所构建的储热器工作时间预测公式具有良好的预测效果,其在建模集中的拟合误差在±4％内,拟合优度为0.993,在验证集中的预测误差在±3％内.分析得到的储热器工作时间预测公式可作为航空电子模块储热器敏捷工程设计的工具.