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由于交通监控对视频、通信等手段的需求越来越大,使用适应较复杂工作的计算机作为监控设备已经越来越普遍。特别是高速公路上的测速、监控等,需要控制摄像头、存储数据、向控制中心发送数据甚至要对数据进行一定的处理,这种情况下,计算机的使用更加广泛。
交通监控设备多安装在环境较差的户外,而计算机对粉尘、振动、高温等的抵抗能力较差。研究显示高温会影响计算机的使用寿命和工作稳定性,这大大提高了其维护成本,也降低了监控的可靠性。当前多使用普通的碳钢机柜存放监控设备,机柜可提供一定的防尘、防水功能,但机柜内部温度较高,以致柜内的监控计算机工作不稳定,这严重降低了监控有效性。
基于以上原因,本文利用理论计算和Fluent软件模拟对设备机柜进行热分析,计算工控机在机柜内工作时,机柜内部的平均温度及温度分布,计算结果与实际情况较为符合。其中理论计算进行了合理的假设及简化,利用发热功率和散热功率平衡的方法得出机柜平均温度,经过少量迭代即可得到结果,且计算结果有一定精度。Fluent模拟采用标准K-ε模型,所需计算资源较少,计算速度较高,具有一定的精度,模拟的温度分布结果与实际符合度较高。
本文利用模拟结果选定数种机柜设计方案,方案内容包括机柜几何形状、制冷设备、温控方式、保温方式等。对选定的机柜设计方案进行室内及户外的一系列实验,利用实验数据分析得出每种方案的优缺点,并综合考虑温控能力、系统可靠性及系统能耗水平,给出推荐的方案。