Тепловые воздействия и расчет тепловых режимов ЭВС

Для расчета теплового режима ЭС существует множество методик обладающих различной степенью точности, трудоемкостью. Наиболее распространенная - схематизация процессов теплообмена. Сущность этого метода состоит в том, что несущую с установленными элементами принимают за одно тело с изотермической поверхностью, для которой и производится расчет теплового режима.

Методика расчёта теплового режима блока ЭВА с естественным воздушным охлаждением.

Исходными данными для расчёта являются:

мощность, рассеиваемая в блоке, Р (Вт) ;

давление окружающей среды Н (Па);

температура окружающей среды Т (град. С);

размеры корпуса блока для горизонтальной ориентации плат длина L1(м), ширина L2 (м),высота L3 (м);

для вертикальной ориентации плат-размер, вдоль которого располагаются платы L1 (м); высота L2 (м); размер, перпендикулярно которому располагаются платы L3 (м);

коэффициент заполнения К ;

количество перфорационных отверстий N;

вид отверстий и размеры для прямоугольных и щелевых :L4 (м), L5 (м)-размеры сторон прямоугольника,

для круглых: диаметр отверстия D(м).

При проектировании конструкции и вводе исходных данных нужно учитывать расстояние между платами в блоке.

Если расстояние между платами меньше или равно 2-3мм, движение воздуха в каналах практически прекращается, при этом температурные поля соседних плат оказывают существенное влияние друг на друга, вследствие чего неравномерность температурного поля нагретой зоны очень велика.

Если расстояние между платами 2-7мм, в каналах наблюдаются восходящие взаимовлияющие потоки нагретого воздуха, при этом неравномерность температурного поля может достигать 30% (около 2 мм между платами).

Если расстояние между платами 10-12 мм и более, то взаимодействие температурных полей соседних плат незначительное. Величина средней температуры нагретой зоны имеет различие по температурному полю менее 10%.

В расчёте в следующем порядке определяются: поверхность корпуса блока.

Определяем средний перегрев нагретой зоны.

Исходными данными для проведения последующего расчета являются:

1 коэффициент заполнения по объему 0,6;

2 суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт 0,5;

3 давление окружающей среды, кПа 86,6;

4 давление внутри корпуса, кПа 86,6;

5 габаритные размеры корпуса, м 0,085x0,065x0,55;

Средний перегрев нагретой зоны герметичного корпуса блока с естественным воздушным охлаждением определяется по следующей методике:

1 Рассчитывается поверхность корпуса блока:

Sk= 2 × [ L1× L2 + ( L1 + L2 ) × L3 ] (25)

где L1, L2 - горизонтальные размеры корпуса, м;3- вертикальный размер, м.

Для разрабатываемой конструкции блока L1 = 0,085м, L2= 0,065м,3 = 0,065м. Подставив данные в (25), получим:

Sk = 2·[0,085·0,065+(0,085+0,065)·0,065]=0,03055м2.

2 Определяется условная поверхность нагретой зоны:

Sз = 2 × [ L1×L2 + ( L1 + L2 ) ×L3 ×Кз] (26)

где КЗ- коэффициент заполнения корпуса по объему. В данном случае

КЗ = 0,6. Подставляя значение КЗв (26), получим:

Sз = 2·[0,085·0,065+(0,085+0,065)·0,065·0,6]=0,02275м2.

3 Определяется удельная мощность корпуса блока:

k = P / Sk (27)

где Р - мощность, рассеиваемая в блоке, Р = 0,5 Вт.

Тогда:

Qk = 0,5/0,03055= 16,37Вт/м2.

4 Определяется удельная мощность нагретой зоны:

з = P / Sз (28)

Qз = 0,5 / 0,02275= 21,98 Вт/м2.

5 Находится коэффициент Q1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока формула (29):

Q1 = 0,1472 ×Qk- 0,2962 × 10 -3 ×Qk2 + 0,3127 × 10 -6×Qk3 (29)1 = 0,1472 ×16,37- 0,2962 × 10 -3 ×16,372 + 0,3127 × 10 -6×16,373 = 2,33

Находится коэффициент Q2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны формула (30):2 = 0,1390 ×Qз- 0,1223 × 10 -3 × Qз2 + 0,0698 × 10 -6× Qз3 (30)2 = 0,1390 ×30,12 - 0,1223 × 10 -3 ×30,122 + 0,0698 × 10 -6×30,123 = 2,99

Еще статьи по технике и технологиям

Синтез позиционной следящей системы
Теория автоматического управления - одна из важнейших технических наук общего применения. Она дает теоретическую базу для исследования и практического применения любых автоматизированных систем во всех областях техники. При решении ...

Функциональный и качественный анализ работы линейных систем автоматического управления
Дано: Общая расчетная схема системы автоматического управления: Хвх Хвых - - Ди ...