Thermische Simulation im Kühlkörperdesign von 5G-Basisstationen
Die 5G-AAU-Basisstation verwendet eine groß angelegte Antennentechnologie, und sowohl die Anzahl der Antennenarrays als auch der Stromverbrauch der gesamten Maschine werden auf der Basis von 4G verdoppelt. Die AAU-Basisstation entwickelt sich in Richtung Miniaturisierung und Leichtbau, was zu einer zunehmenden Volumenleistungsdichte der Basisstation führt, sodass das Wärmeableitungsdesign der Basisstation immer schwieriger wird. Daher kann die thermische Simulation im Prozess des thermischen Designs den Ingenieuren helfen, das optimale Schema bis zu einem gewissen Grad schneller zu finden.
Derzeit beträgt der Gesamtstromverbrauch der meisten 5G-Basisstationen mehr als 1200 W. Die Größe und Breite von AAU beträgt etwa 500 mm, die Höhe etwa 900 mm und das Gewicht weniger als 47 kg. Größe und Gewicht der Maschine repräsentieren gewissermaßen die Wettbewerbsfähigkeit des Herstellers. Die Simulationsanalyse der Wärmeableitung von Basisstationen auf Basis der Flotherm-Software kann den F&E-Zyklus verkürzen, die Produktionskosten senken und einen höheren Grad an Visualisierung der Ergebnisse erreichen.
Shell-Emissionsgrad:
Das Infrarotemissionsvermögen der Basisstationshülle wirkt sich direkt auf den Strahlungswärmeaustausch zwischen der Basisstation und der Umgebung aus. Die Simulationsbedingungen der AAU sind wie folgt: Die Umgebungstemperatur beträgt 30 Grad; Die Schalenwandstärke wird zunächst auf 4 mm festgelegt, und das Schalenmaterial ist die Aluminiumlegierung 6061; Der Stromverbrauch der gesamten Maschine beträgt 1200W. Die Infrarotemission von Schalenmaterialien ist auf 0,9, 0,8, 0,7 bzw. 0,6 eingestellt. Die Gesamtwärmeableitungseffekte, die vier Materialien mit unterschiedlichem Emissionsvermögen entsprechen, werden durch Simulation verglichen.
Mit zunehmendem Schalenemissionsgrad nimmt die maximale Oberflächentemperatur der Schale kontinuierlich ab. Wenn der Emissionsgrad der Schale {{0}},9 beträgt, beträgt die maximale Temperatur der Schale 88,6 Grad, wenn der Emissionsgrad der Schale 0,8 beträgt, beträgt die maximale Temperatur der Schale 9 {{ 12}}.9 Grad, wenn der Emissionsgrad der Schale 0,7 beträgt, beträgt die maximale Temperatur der Schale 93,6 Grad, und wenn der Emissionsgrad der Schale 0,6 beträgt, beträgt die maximale Temperatur der Schale 96,8 Grad. Der Grund, warum die maximale Temperatur des Gehäuses abnimmt: Da das Material mit hohem Emissionsvermögen die Strahlungswärmeübertragung verbessert, ist es notwendig, das Gehäusematerial mit hohem Emissionsvermögen für die Ausrüstung zu verwenden, die natürliche Konvektionswärmeableitung verwendet, wie z. B. eine 5G-Basisstation.
Muschelflossen:
Gehäuserippen beeinflussen direkt den Wärmeableitungsbereich der Basisstation und beeinflussen somit die Wärmeableitung der gesamten Basisstation. Daher ist es von großer Bedeutung, die Anzahl der Gehäuserippen und unterbrochenen Rippen für eine effiziente Wärmeableitung der Basisstation zu untersuchen.
Mit zunehmender Rippenzahl nimmt die maximale Temperatur des Gehäuses allmählich ab, aber der Temperaturabfallgradient nimmt allmählich ab. Dies zeigt, dass eine Erhöhung der Anzahl von Wärmeableitungslamellen die Wärmeableitungsfläche vergrößern wird, wodurch die Wärmeableitungskapazität der Basisstation erhöht wird. Mit zunehmender Rippenanzahl steigt jedoch auch der Luftströmungswiderstand zwischen den Rippen, so dass der Temperaturabfallgradient allmählich abnimmt. Es gibt eine optimale Anzahl von Finnen für eine bestimmte Basisstation. Bei der eigentlichen Entwicklung einer Basisstation sollte die optimale Anzahl an Finnen unter umfassender Berücksichtigung von Faktoren wie Wärmeableitung, Kosten, Gewicht usw. ausgewählt werden.
Mit dem breiten Einsatz von 5G-Geräten ist die Wärmeableitung der Basisstation zu einem Schlüsselfaktor geworden. Nur ein gutes thermisches Design der Basisstation und die Steuerung der Arbeitstemperatur des Kernchips und des Gehäuses innerhalb des zulässigen Bereichs können effektiv sicherstellen, dass die Basisstationsausrüstung eine lange Lebensdauer hat.
