TEC 재질 사용

TEC 재질 장치를 지정하려면

  1. 재질 빠른 편집 대화상자를 엽니다. 다음과 같이 여러 가지 방법으로 열 수 있습니다.
    • 마우스 왼쪽 버튼으로 부품을 클릭하고 상황에 맞는 도구막대에서 편집 아이콘을 클릭합니다.
    • 마우스 오른쪽 버튼으로 부품을 클릭하고 편집...을 클릭합니다.
    • 설계 연구 막대의 재질 분기에서 부품 이름을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 편집...을 클릭합니다.
    • 재질 상황에 맞는 패널에서 편집을 클릭합니다.
  2. 부품을 한 개 이상 선택합니다. PCB는 실제 PCB와 물리적 크기 및 모양이 같은 3차원 볼륨으로 모델링해야 합니다. 내부 도면층을 PCB 내부에 모델링하면 안됩니다.
  3. 재질 DB 이름 메뉴에서 데이터베이스를 선택합니다.
  4. 유형 메뉴에서 화력 구성요소를 선택합니다.
  5. 이름 메뉴에서 재질을 선택합니다.
  6. 목표 온도가 유지되는 TEC 표면을 선택합니다. 저온부 표면 필드의 오른쪽 열을 클릭하여 팝업을 활성화합니다. 장치의 감지 표면을 클릭합니다. (감지 표면과 동일 평면에 있는 표면도 선택됩니다.)
  7. 적용을 클릭합니다.

TEC 재질 장치를 작성하려면

몇 가지 샘플 TEC 재질 장치가 기본 데이터베이스에 포함되어 있습니다. 이러한 매개변수를 수정하려면 재질 편집기를 사용하여 원본을 사용자 데이터베이스에 복사하고 복사본을 수정합니다.

주: TEC 장치는 정확한 물리적 치수를 사용하여 CAD에서 모델링해야 합니다.
  1. 재질 편집기를 열려면 재질 상황에 맞는 패널에서 재질 편집기를 클릭합니다.
  2. 리스트 버튼을 클릭합니다.
  3. 사용자 데이터베이스를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 새 재질을 선택합니다. 화력 구성요소를 선택합니다. 이름을 지정합니다.
  4. 정의할 특성 버튼을 클릭합니다.

    1. TEC 형상 정의

    장치 내에 포함된 형상 계수(G), G 단위 및 커플 수입니다. G는 커플 높이에 대한 핀 단면 영역의 비율입니다.

    1. TEC 형상 버튼을 클릭합니다.
    2. 형상 계수 단위를 입력합니다.
    3. G 값을 입력합니다.
    4. 커플 수를 입력합니다.
    5. 적용을 클릭하여 값을 저장합니다.

    2. 제어 방법 정의

    TEC 장치의 작동 모드를 정의합니다. 기본 선택 사항은 목표 냉각 온도로 냉각 효과를 갖도록 TEC 장치를 정의하는 "Tcold"입니다.

    1. 제어 방법 버튼을 클릭합니다.
    2. 다음 중에서 제어 방법을 선택합니다.
      • TCold: 목표 냉각 온도입니다. TEC 장치는 이 온도를 유지하기 위해 사용자 정의 TEC 표면에서 열을 제거합니다. 이는 장치를 냉각시키기 위한 제어 방법입니다.
      • THot: 목표 가열 온도입니다. TEC 장치는 이 온도를 유지하기 위해 사용자 정의 TEC 표면에 열을 추가합니다. 이는 장치를 가열시키기 위한 제어 방법입니다.
      • 전압: TEC 장치로 이동하는 전압만 제어하는 경우 사용합니다.
      • 전류: TEC 장치로 이동하는 전류만 제어하는 경우 사용합니다.
      • 전원: TEC 장치로 이동하는 전원만 제어하는 경우 사용합니다.
    3. 적용을 클릭하여 값을 저장합니다.

    3. (선택적 단계) 재질 매개변수 계수 정의

    제벡 계수, 전기 저항률 및 전도율: 이러한 값은 온도에 따라 다르며, 다항식으로 정의됩니다. 샘플 장치에서 계수를 확인하는 것으로 시작하는 것이 좋지만 필요한 경우 TEC 제조업체에 특정 장치에 대한 계수 값을 확인합니다.

    1. 제벡 계수 버튼을 클릭합니다.
    2. 샘플 장치에서 이 계수를 사용하거나 다른 계수 값을 입력합니다. 적용을 클릭하여 값을 저장합니다.
    3. 전기 저항에 대해서도 반복하고 적용을 클릭합니다.
    4. 전도율에 대해서도 반복하고 적용을 클릭합니다.

    다음 표현식은 평균 온도, Tav에 따라 변경되는 2차 다항식입니다. 계수 값은 제조업체마다 다르며, Autodesk® CFD에 제공된 기본값은 아래 참조에 게시되어 있습니다.

    제벡 계수, a, V/K 단위:

    a = 0.000210902 + 3.4426e-07(Tav - 23) - 9.904e-10(Tav - 23)²

    전기 저항률, r, Ohm-m 단위:

    r = 1.08497e-05 + 5.35e-08(Tav - 23) + 6.28e-11(Tav - 23)²

    전도율, k, W/m-K 단위:

    k = 1.65901 - 0.00332(Tav - 23) + 4.13e-5(Tav - 23)²

    이러한 값에 대한 사용자 계수를 계산하려면

    1. 각 수량에 대해 값을 온도 함수(°C)로 플로팅합니다.
    2. 곡선 맞춤 도구를 사용하여 2차 다항식을 계산합니다.
    3. 방정식에서 0, 1차항 및 2차항 계수를 추출합니다.
    4. 재질 편집기에서 해당 필드에 계수 세 개를 입력합니다.

    4. TEC 매개변수 한계 지정

    특정 장치에 대해 제조업체에서 제공한 성능 제한 매개변수입니다. 해석 모형에서 특정 장치에 대해 올바른 매개변수 값을 사용하는 것이 매우 중요합니다.

    1. TEC 매개변수 한계 버튼을 클릭합니다.
    2. 제조업체에서 제공하는 TEC 매개변수 한계를 지정합니다. 이러한 매개변수는 Autodesk® CFD 해석 내에서 장치의 성능을 제한합니다. 시스템이 최대값을 초과하는 방법으로만 목표 온도를 유지할 수 있는 경우 TEC 장치 매개변수가 초과되었음을 나타내는 경고가 표시됩니다.
      • QMax는 장치가 저온부를 통해 흡수할 수 있는 최대 열 부하입니다. 이는 최대 전류(Imax)에서 DT = 0 모듈의 온도 차이에 해당하는 전원입니다.
      • IMax는 최대 온도 차이(DTMax)를 내는 DC 전류입니다. 이는 모듈이 허용할 수 있는 가장 큰 전류 값이 아니라, DTMax를 제공하는 전류입니다. (이는 주울 열이 냉각 효과를 초과할 때까지 장치에 적용할 수 있는 최대 전류입니다. 최대 정격 전류 이상으로 작동한 TEC 장치는 펠티에 효과를 통해 제거하는 것보다 더 많은 열을 시스템에 추가합니다.
      • VMax는 열 부하가 없는 Imax에 대한 최대 전압입니다.
      • DTMax는 열 부하 없이 전체 모듈을 Imax로 유지할 수 있는 최대 온도 차이입니다.
    3. 적용을 클릭하여 값을 저장합니다.
  5. 선택적으로 저장을 클릭합니다.
  6. 확인을 클릭합니다. 재질 빠른 편집 대화상자를 열면 새 재질을 사용할 수 있습니다.

TEC 모델링 지침

참조: Rowe, D.M., CRC Handbook of Thermoelectrics, CRC Press, Boca Raton, 1995.

상위 주제: 재료 및 장치