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Eliminación de puntos calientes usando la ingeniería automatizada

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La mayoría de los productos de la ingeniería implican su uso bajo ambientes termales extremos

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Los ejemplos podían extenderse de componentes electrónicos tales como microprocesadores a los dispositivos mecánicos tales como turbinas, compresores y motores.

Todos estos dispositivos se exponen a las temperaturas altas, causando el daño posible debido a las tensiones termales y a la deformación subsecuente.

Una de las preocupaciones primeras por ingenieros de diseño en tales casos es evitar la acumulación de las regiones concentradas termales designadas a menudo apuroses.

Por otra parte, con el aumento de requisito del mercado de construir productos compactos, la situación es aún más desafiadora a los ingenieros en el diseño de los productos que siguen siendo termalmente uniformes durante sus usos.

Un punto caliente se puede imaginar en un producto termalmente sensible tal como un cambiador de calor utilizado en usos industriales. El propósito del cambiador de calor es absorber calor del líquido caliente motivo por el uso de un líquido frío secundario tal como refrigerante. El proceso del intercambio de calor ocurre generalmente usando el enfriamiento indirecto o la calefacción permitiendo que ambos los líquidos fluyan por separado en tubos cerró en contacto mutuo.

La eficacia del cambiador de calor depende de traspaso térmico uniforme a partir de un líquido al otro a través de ÉL geometría. Un problema del punto caliente se puede también observar en los centros de datos donde arriba procesando los servidores computacionales genera la porción de calor, que se requiere ser quitado, o bien el componente electrónico pudo fallar.

La evaluación del punto caliente es experimental absolutamente desperdiciadora de tiempo y requiere la disposición física compleja. A pesar de modelo físico de la creación, es absolutamente complicada estudiar el comportamiento del flujo en cada instante y en cada región. También llega a ser difícil que los fabricantes inviertan tiempo adicional y coste en la ejecución de investigaciones experimentales en un panorama del mercado donde está una necesidad una colocación más rápida del producto.

El uso de la ingeniería automatizada demuestra ser extremadamente beneficioso en la visualización de los efectos de la temperatura alta en el diseño de producto y determinar puntos calientes, sin prototipos del edificio. Las técnicas numéricas empleadas en dinámica flúida de cómputo pueden ayudar en solucionar ecuaciones de flujo flúido a través del dominio especificado, proveyendo de penetraciones sobre el comportamiento y la interacción flúidos las superficies sólidas.

El análisis de elemento finito por una parte se puede utilizar para estudiar el flujo del calor en sólidos usando ecuaciones de la conducción de calor.

El uso de la ingeniería automatizada proporciona la información sobre las cosas que no se pueden considerar visualmente. En caso de un centro de datos, el flujo de aire dentro del cuarto se puede simular usando ecuaciones del flujo flúido y del traspaso térmico a través del dominio subdividiéndose en el número de elementos más pequeños. Esta técnica ayuda en la determinación de los parámetros del flujo más exacto en cada región.

Las regiones críticas en el centro de datos se pueden identificar donde no está suficiente el flujo de aire, promoviendo puntos calientes. Los resultados pueden ayudar en la optimización del diseño del sistema de la HVAC o de la colocación de los servidores para alcanzar el enfriamiento óptimo.

El análisis termal en sólidos usando FEA puede ayudar en la visualización de las tensiones y de la deformación desarrolladas en el producto tal como un pistón del motor. Los resultados también ayudan en la identificación de las altas regiones de la concentración de tensión o de los puntos calientes, que se pueden eliminar con la optimización de diseño sin ensayos físicos.

Los puntos calientes son críticos para cualquier producto de la ingeniería que implica la interacción de condiciones termales. Mientras que en muchos casos el efecto de puntos calientes se puede observar después de una exposición prolongada, puede haber los casos donde el producto pudo fallar con período corto de su servicio. En todo caso, la eliminación del punto caliente es un requisito primero para los ingenieros, y utilizar la energía del CAE puede asistir perceptiblemente al proceso de la eliminación.