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 мультивибратора на трёх логических элементах серии КМОП
Генераторы
- специальные элементы цифровых устройств, предназначенные для формирования
последовательности электрических сигналов различной формы. Генераторы
обеспечивают работу цифровог ...
Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет
В последние десятилетия в зарубежных системах образования
произошли существенные изменения, обусловленные бурным развитием
научно-технического прогресса и его воздейст ...
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 ...