Расчет тепловых режимов ключевых элементов, выбор теплоотвода

Коэффициент заполнения Кз= 0,4

Температура окружающей среды Тс = 293 К (20*С)

Давление окружающей среды Н1= Н2 = 0,1 МПа

. Расчитывается поверхность корпуса блока по формуле:

SK = 2* [L1* L2 + (L1 +L2) *L3],K = 2* [0.295*0.312+ (0.295+0.312) *0.295] =0.542 м2;

. Определяется условная поверхность нагретой зоны по формуле:

З = 2* [L1* L2 + (L1 +L2) *L3*KЗ],

где KЗ - коэффициент заполнения.

З=2* [0.295*0.312+ (0.295+0.312) *0.295*0.4] =0.326 м2;

где L1, L2, L3 - геометрические размеры корпуса,

. Определим удельную мощность корпуса блока:

K = PЗ / SK;K = 50/0.542 = 92,25 Вт / м2

где P3 - мощнось рассеиваемая нагретой зоной.

. Удельная мощность нагретой зоны:

З = PЗ / SЗ;З = 92,25/0.326 = 282,97 Вт / м2

5. Найдем коэффициент в зависимости от удельной мощности корпуса блока

рис. 12 Зависимость перегрева корпуса от удельной мощности V1 = 11 К

6. Найдем коэффициент в зависимости от удельной мощности нагретой зоны

Рис.13 Зависимость перегрева нагретой зоны от удельной мощности рассеивания V2 = 30 К

7. Найдем коэффициент, зависящий от атмосферного давления вне корпуса

Рис. 14 Зависимость Кн1 от окружающей среды 0≤ Н1≤ 2.6 · 10 3 Па Кн1 = 1.0

8. Найдем коэффициент, зависящий от давления внутри корпуса блока

Рис. 15 Зависимость Кн2 от давления внутри корпуса 0≤ Н2 ≤ 12.8 · 10 3 Па Кн2 = 1.0

9. Определим нагрев корпуса

к = V1· Кн1, Vк = 11 К

. Рассчитаем перегрев нагретой зоны

Vз = Vк + (V2 - V1) Кн2

Vз = 11 + (30-19) ·1 =22 К

. Определим средний перегрев воздуха в корпусе

Vв = 0.5· (Vк +Vз), Vв =42,1 К

. Определим удельную мощность элемента

qэл = 50/ (15*10-3) =45 Вт/м2

13. Рассчитаем перегрев поверхности элементов

Vэл = Vз (a + b· qэл / qз),

где a = 0.75, b = 0.25

эл = 48 (0.75 + 0.25 · 22/282,97) = 36,9 К

. Рассчитаем перегрев окружающей элементы среды

Vэс = Vв (a + b · qэл / qз)эс = 42,1 (0.75 + 0.25 · 22/282,97) = 32,39 К

. Определим температуру корпуса блока

Тк = Vк + Тс = 11 + 293 = 314 К

. Определим температуру нагретой зоны

Тз = Vз + Тс = 22+293=315К

. Найдем температуру поверхности элементов

Тэл = Vэл +Тс, Тэл = 36,9 +293 =329,9 К

. Находим среднюю температуру в блоке

Тв = Vв + Тс, Тв = 42,1 + 293 = 335,1 К

. Находим температуру окружающей элементы среды

Тэс = Vэс + Тс, Тэс = 32,4 + 293 = 325,4 К

Температура корпуса блока 410 C

Температура нагретой зоны 620 C

Температура поверхности элемента 57 0 C

Средняя температура воздуха в блоке 58 0 C

Температура окружающей элемент 490 C

В результате проектирования получили блок, имеющий небольшие габаритные размеры. Конструкция блока проста и не требует множество трудоемких сборочных операций. Применив алюминиевый теплоотвод в качестве основания блока, мы тем самым отводим достаточное количество тепла. Исходя из полученных расчетов, можно сделать вывод, что нет необходимости в принудительном охлаждении блока или отдельных его частей.

Читайте также

Проектирование систем автоматизации электрических железных дорог
Последнее десятилетие характеризуется существенным совершенствованием систем телемеханики и расширением областей их применения. Это обусловлено новейшими достижениями микроэлектроники и ...

Проект оконечной ОС на базе системы DX200
Современное состояние и перспективные планы развития Единой Сети Электросвязи (ЕСЭ) Российской Федерации характеризуются широким внедрением цифровых технологий и оборудования цифровых си ...

Одномодовые оптические волокна
В одномодовых оптических волокнах (SM ОВ) диаметр сердцевины соизмерим с длиной волны, и за счет этого в нем существует только одна основная направляемая мода LP01. Рис. 1. Р ...