Gázáramlási viszonyok szimulációs vizsgálata kényszerkonvekciós újraömlesztő kemencében

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Illés Balázs György
Elektronikai Technológia Tanszék

A felületszerelési technológia széleskörű elterjedésével az újraömlesztéses forrasztás lett a leggyakrabban alkalmazott kötési technológia az elektronikai iparban. Az újraömlesztő kemencék fűtési megoldásai sokat fejlődtek az eltelt évek alatt. A konvekciós fűtéssel működő újraömlesztő kemencékben lévő gázáramlási viszonyok alapvetően befolyásolják a forrasztás minőségét. A gáz áramlásának szimulációjára megoldást nyújtanak a numerikus áramlástan módszerei (Computational Fluid Dynamics).

Dolgozatomban bemutatom a téma irodalom kutatását: az újraömlesztő kemencék típusainak, felépítésének megismerése, a bennük lezajló fizikai folyamatok (hőtranszport, gázáramlás) áttekintése, a CFD módszerek alapjainak bemutatása.

Az elsajátított elméleti alapok nélkülözhetetlenek voltak, hogy megalkothassam egy fúvóka-mátrixos kemence fűtőzónájának leegyszerűsített kétdimenziós CFD modelljét. A számításokat az Ansys Fluent programmal végeztem el, mely kiforrott megoldásokat kínál az áramlástani problémák megoldására.

A kemence kétdimenziós modelljének megalkotásához két egymásra merőleges metszetet választottam. Először a hosszirányú modellt vizsgáltam meg lamináris áramlási modellt használva, azonban ez nem az elvárt eredményt hozta, mert nem volt képes megfelelően kezelni a fő lamináris áramlás mellett kialakuló örvényeket. Ezért a továbbiakban standard k-ε turbulens áramlási modell használatára tértem át, mely az elvárásoknak megfelelő áramlási képet eredményezett. A keresztmetszeti modellben kimenet hiányában az előzőektől eltérő áramlás alakult ki, ezért a hordozóval és alkatrészekkel rendelkező vizsgálatokat mindkét modell esetén elvégeztem.

A kétdimenziós eredményeket összehasonlítottam egy háromdimenziós modell megfelelő metszeteivel. Jellegre hasonló áramlást kaptam eredményül, eltérés a sebességvektorok nagyságában volt tapasztalható. Egyszerűbb vizsgálatoknál a 2D modell használható a 3D helyett a számítási igény csökkentésének érdekében.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.