Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Розрахунки теплових режимів апарата

Розрахунки теплового режиму РЕА з перфорованим корпусом

Більшість радіотехнічних пристроїв, споживаючи від джерел живлення потужність у десятки, а іноді і сотні ват, віддають корисному навантаженню від десятих частин до одиниць ват. Решта електричної енергії, що була підведена до апарату, перетворюючись на теплову, виділиться всередині апарата. Температура нагріву апарата за таких умов буде більшою за температуру оточуючого середовища, внаслідок чого відбувається процес віддачі теплоти у оточуючий простір. Цей процес буде тим інтенсивнішим, чим більша різниця температур між нагрітим апаратом і оточуючим середовищем. Відомо, що розрахунки теплового режиму під час створення нових радіоелектронних апаратів є такими ж необхідними, як і розрахунки, що пов’язані з функціональним призначенням апарата.

Емпіричні методи проектування РЕЗ, в тому числі і реалізація їх нормального температурного режиму складалися роками. Але за сучасних умов такий підхід не в змозі забезпечити обрання у стислі строки безпомилкових, близьких до оптимальних рішень.

Відомо, що надійність елементів РЕА суттєво залежить від температури оточуючого середовища. Для кожного типу елементів в технічних умовах наводять граничні температури, за умови перевищення яких елемент експлуатувати не можна. Тому забезпечення вірного температурного режиму роботи кожного елемента РЕА є однією з найважливіших задач конструктора.

Аналіз вихідних даних

Заданий апарат з перфорованим корпусом.

Розміри корпуса:

Розміри шасі:

Перфораційні отвори розміщені по боках корпусу по 12 з кожного боку. Вигляд перфораційного отвору наданий на рис. 1.

Розміри отвору: висота 10 мм, довжина (без напівкіл) 45 мм.

Температура оточуючого середовища .

Потужність джерел тепла в апараті

Внутрішні поверхні апарата вкриті емалевою фарбою, коефіцієнт заповнення .

Розрахунки теплових режимів апарата

1.1.Обчислення геометричних параметрів

1.1.1. Середня відстань між отворами для підведення-відведення повітря

Користуючись вихідними даними, одержимо:

Рис. 1 Перфораційний отвір

 

1.1.2. Сумарна площа перфораційних отворів

Користуючись вихідними даними, знайдемо площу одного перфораційного отвору

Тоді загальна площа вхідного (вихідного) отворів

1.1.3. Площа поверхні корпусу

1.1.4. Площа поверхні деталей і шасі (нагрітої зони),

1.1.5. Площа перерізу порожнього апарату, що є вільною для проходження повітря

 

 

1.2. Визначення об’ємних та масових витрат повітря

Теплова енергія, яку виділяють деталі РЕЗ, передається конвекцією повітрю, що омиває їх поверхні, а випромінюванням – внутрішній поверхні корпусу. Внаслідок нагрівання повітря, його густина буде зменшуватись відносно густини повітря поза апаратом, виникне різниця тисків, і повітря через верхні отвори або жалюзі в корпусі буде виходити з апарата, а на його місце прибуде холодне повітря через нижні отвори в корпусі. В усталеному режимі перепад тисків, обумовлений самотягою, врівноважиться гідравлічними втратами на всіх ділянках РЕЗ.

 

1.2.1. Визначимо середню площу перерізу апарата, вільну для проходження повітря

 

1.2.2. Визначимо гідравлічний опір.

Для типових РЕЗ, середньооб’ємна температура повітря яких , а температура середовища , була проведена оцінки гідравлічних опорів і одержана наближена формула:

 

1.2.3. Масові витрати повітря

Масові витрати повітря визначають за наближеною формулою, одержаною експериментально в :

1.2.4. Об’ємні витрати повітря

Об’ємні витрати повітря визначаємо з формули

де визначається з таблиці 1 при .

Таблиця 1

Теплофізичні параметри сухого повітря

Температура, Густина Теплоємність Теплопровідність λ, Кінематична в’язкість
1,584 0,02 9,23 0,728
1,395 0,023 12,79 0,716
1,293 0,024 13,28 0,707
1,247 0,025 14,16 0,705
1,205 0,026 15,06 0,703
1,165 0,027 16,00 0,701
1,128 0,028 16,96 0,699
1,093 0,028 17,95 0,698
1,060 0,029 18,97 0,696
1,029 0,029 20,02 0,694
1,000 0,030 21,09 0,692
0,972 0,031 22,10 0,690
0,946 0,032 23,13 0,688
0,989 0,033 25,45 0,686

 

1.3. Провідність між повітрям всередині апарата і оточуючим середовищем визначається за формулою

1.4. Визначення теплових коефіцієнтів

Для визначення температур в апараті з вільною вентиляцією слід застосовувати рівняння

 

 

Параметри мають наступну структуру:

Параметри і , що входять у формулу, визначають наступним чином

Аналіз експериментальних даних [1] довів, що при вільній вентиляції РЕЗ значення коефіцієнтів конвективної тепловіддачі між зоною та повітрям, корпусом та повітрям всередині апарата є приблизно рівними

тоді

Підставляючи у систему рівнянь параметрів, одержимо

У нашому випадку Тоді,

Визначимо теплові коефіцієнти

1.5. Визначення перегріву та температур нагрітої зони і корпусу апарата

1.5.1. Середній поверхневий перегрів нагрітої зони визначимо за формулою

1.5.2. Середній поверхневий перегрів корпусу апарата

1.5.3. Середня температура нагрітої зони

1.5.4. Середні температура корпусу апарата

На підставі одержаних даних будуємо графік теплових характеристик корпусу та нагрітої зони апарата.

Література

1. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. – М.: Высшая школа, 1984 г.

 

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.