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打印机正朝着小型化,高速化,静音化(无风扇)方向发展。由于打印机的工作原理,打印机在运行过程中有大量的热产生,这些热量如果没有很好地散出去会使得打印机的局部温度过高,进而影响打印机的稳定性和可靠性。本文应某打印机厂商的要求对他们的一款产品进行了热测试和热分析,为厂商开发新产品提供必要数据。
本文首先介绍了课题的研究背景,对研究过程中涉及的传热学概念、有限元理论和计算流体动力学理论进行了阐述和分析。
在打印机热测试阶段,本文采用铂电阻温度传感器对打印机内部进行了接触式热测试,并配合安捷伦34980A数据采集器搭建了打印机内部温度场的热测试平台。对打印机内部温度场在打印机有风扇和无风扇两种待机状态下分别进行多点长时间的温度测试。经过多次测量保证测试结果准确无误。
在打印机热分析阶段,本文介绍了流体热分析软件F10EFD的使用方法和计算优点。运用Pro/Engineer建模软件对打印机进行了详细的三维CAD建模。将建立的模型加载到FIoEFD软件中,设定相关参数及边界条件等,进行仿真计算。将仿真计算结果与测试结果进行比较,求出每个选定测试点的相对误差值。根据各个点的相对误差值的大小和整体温度场趋势对打印机的CAD模型和F10EFD参数进行分析,不断优化模型和参数设置,最终得到一个简化的打印机CAD模型和最佳的参数设置,能够保证选定温度点的相对误差值小于20%,满足打印机厂商的要求。