Расчет теплового режима

Большинство радиотехнических устройств, потребляя от источников питания мощность, измеряемую десятками, а иногда и сотнями ватт, отдают полезной нагрузке от десятых долей до единиц ватт. Остальная электрическая энергия, подводимая к аппарату, превращаясь в тепловую, выделяется внутри аппарата. Температура нагрева аппарата оказывается выше температуры окружающей среды, в результате чего происходит процесс отдачи теплоты в окружающее пространство. Этот процесс идет тем интенсивнее, чем больше разность температур аппарата и окружающей среды.

Специалисты в области создания новых радиоэлектронных аппаратов знают, что расчеты теплового режима аппаратов столь же необходимы, как и расчеты, связанные с функциональным назначением их.

Интуитивные методы проектирования РЭС и в частности реализация нормального теплового режима складывались годами. Такой подход в настоящее время оказывается не в состоянии обеспечить выбор в исключительно сжатые сроки безошибочных, близких к оптимальным решений.

Известно, что надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры сильно зависит от температуры окружающей среды. Для каждого типа элемента в технических условиях указывается предельная температура, при превышении которой элемент нельзя эксплуатировать. Поэтому одна из важнейших задач конструктора радиоэлектронной аппаратуры состоит в том, чтобы обеспечить правильные тепловые режимы для каждого элемента.

Исходные данные для расчёта:

1) - размеры корпуса блока, перпендикулярные направлению обдува, мм.:

L1=331, L2=471;

размер корпуса блока в направлении продува, мм.: L3=147;

) мощность, рассеиваемая в блоке ≤150Вт;

3) мощности рассеивания элементов:

в блоке имеется 10 модулей. Принимаем все модули как единый элемент с равномерно размещенными деталями.

) площади поверхностей элементов:

- Sпл=0,27м2; - площадь занимаемая модулями;

) коэффициент заполнения блока КЗ= 0,43;

) расстояние в направлении движения воздуха от входного сечения до места расположения модулей, мм:

l = 73;

7) температура охлаждающего воздуха на входе: 323К (50°С);

8) допустимая температура элемента:

в нашем случае предельная температура для всех элементов Тпр=358К (85 ОС)

) скорость охлаждающего воздуха: 0,5 м/с.

Расчёт выполнен в соответствии с методикой, изложенной в учебном пособии Раткопа Л. Л., Спокойного Ю. Е. [3].

) Определяем массовый расход воздуха по формуле

,

где F - площадь поперечного сечения проёма, перпендикулярного направлению обдува, r и u - соответственно средние в этом сечении плотность и скорость воздуха.

) Определяем средний перегрев воздуха в блоке по формуле:

) Определяем площадь поперечного сечения в направлении продува сечения корпуса блока

4) По графикам определяем

Рис.1 «Зависимость m1 от расхода воздуха» m1 = 2*10-3

Рис.2 «Зависимость m2 от поперечного сечения корпуса аппарата»

m2 = 2

Рис.3 «Зависимость m3 от пути движения воздуха» m3 = 6,4

Рис.4 «Зависимость m4 от Кз» m4=0,9

) Рассчитываем перегрев нагретой зоны:

;

Читайте также

Проектирование аппаратного обеспечения одноплатных микроконтроллеров
Задание: В заданной РЭС осуществить управляющую функцию по одному из заданных параметров с помощью контроллера, построенного на МПК, разработать электрическую принципиальную схему проект ...

Применение МПК в системах передачи информации
Каждое из трех предшествующих столетий ознаменовалось появлением какой-то технологии, развитие которой определяло прогресс в этом столетии. 18 век - механические системы, 19 - паровые ма ...

Разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа
Целью дипломного проектирование являлась разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа (БМРЦ) для использования их студентами техникума в качест ...