A/[tB J,A 3D W 10 О 10 го , 30 40 /[р,

Рис. 13.36. График для оиредьлснии iiepeipeeoB НЗ и воздуха в fdA RK с принудительной вентиляцией

(Slh,K

Рис. 13.37. график средних квадратичных отклонений перегревов РЭА КК с принудительной вентиляцией

Пример И. Определить тепловой режим РЭЛ и выбрать способ охлаждения.

Дано: РЭЛ КК, V = 9,3 Ю-з мз (габаритные размеры 0,22 X 0,25 X X 0,17), габаритные размеры плат 0,23 X 0,15 м, толщина плат fen = = 2 10-3 м, Ф = 84Вт, Кзап = = 0,3, количество плат в РЭА т = = 12, максимальная температура окружающей среды Gc = 333 К (+60° С), предельно допустимый перегрев НЗ центральных плат

0 8 доп = 15 К.

Решение. 1. Определяем

Фп = Ф/т = 84/12 = 7 Вт.

2. Вычисляем удельный объем плат: Vn = 9,3 10-3/12 = 0,775 X

X 10-3

3. Рассчитываем Sgn и по формулам (13.68) и (13.69):

Sen = 2 0,23 0,15 + 4 X X (0,3 - 0,22/12 + 2 10-3) X X Vo,23 -0,15 = 0,0746 м, %п = 7/0,0746 = 94 Вт/м2.

4. Из рис. 13.33 по значениям Уц, 9зп находим перегрев НЗ центральных плат для РЭА с ЕК; /И [доз! = -= 102 Kv\

Сравниваем это значение с предельно допустимым и убеждаемся, что условие нормального теплового режима при ЕК не обеспечивается.

5. Переходим к следующему типу конструкций РЭА с ЕВ. Выбираем коэффициент перфорации Кдер = = 0,05, тогда коэффициент Сп = 0,8 (см. рис. 13.35) и перегрев НЗ центральных плат (формула (13.71)) Оо8= 0,8 . 102-= 81,5 К. Условие (13.62) также не выполняется.

6. Выбираем конструкцию РЭА с ПВ и - 0. Наибольщии перегрев НЗ центральных плат с учетом того, что коэффициент запаса равен 0.9: ,в=0,9. ео8доп=0,9Х X 15 -= 13.6 К.

7. Определим поправку для случая, когда К,сн - 1 (К.*сн = 0,22 i 0.26 - 0.88), П - Кз -

- сев - 0,984.

Поправка близка к единице, поэтому

дальнейшем она не учитывается.

По графику рис. 13.33 для ©оз = 13,5 К и зп = 94 Вт/м2 опреде-

ляем gt, = 210 мЗ/(ч - кВт), а затем расход охлаждающего воздуха G = 10-Зg Фп = 10-3 . 210 X X 84 = 17,6 мЗ/ч. Находим среднее квадратичное отклонение (см. рис. 13.34): о [й-оз] = 1.4 К.

8. Вывод: РЭА КК с указанными исходными данными может быть разработана только при использовании ПВ. Для обеспечения нормального теплового режима необходимо подавать в РЭА охлаждающий воздух в количестве не менее 17,6 мЗ/ч с температурой на входе Gox = 6(. < < 333 К (+ 60° С).

Пример 12. Рассчитать объемный расход воздуха Сц, необходимый для обеспечения перегрева НЗ в вентилируемой РЭА с шасси.

Дано: е-з доп = 20 К, V = 17,7 X X 10-3 мЗ, габаритные размеры 0,26 X 0,34 X 0,2 м, Кзап = 0,37, Ф = 348 Вт, максимальная температура среды Gc = 333 К (+ 60° С)

©1,Х = 0.

Решение. 1. Определяем

Ко= 0,2/v 17,7-10- 3= 0,767, 1<оси =

= 0,26/0,34 = 0,765.

2. По формулам (13.65) н (13.64) находим

5з = А(17,7-10-3)2 (2/0,767 + + 4-0,37 /0Г767)= 0,265 м2, Qs = 348/0,265 = 1313 Вт/м2.

3. Задаемся тремя произвольными значениями б:

С 1=18мЗ/ч, 0 2 = 36мЗ/ч, G 3 =

= 108 мЗ/ч

и вычисляем gv по формуле (13.66):

g i=47мз/(ч кВт), g 2=94мЗ/(ч*кВт), g 3 = 282M3/(4.KBT),

по рис. 13.32, а находим перегревы

дз! = 47 К, ©32 = 29 К. езз = 14 К.

4. Определяем поправку, учитывающую форму аппарата:

П = 0,86 + 0,14 . 0.765 - 0,967.

fl.gg = 0,967 . 14 = 13,5 К.

9. Строим график G = / (рис. 13.38), на котором для значения Оз = 0,9 . &здоп==16 К находим Gj, = 84 м/ч.

Тепловые режимы отдельных элементов РЭА *

Определяя перегрев эквивалентной НЗ, конструктор получает необходимую информацию о тепловом режиме РЭА, достаточную только на этапе эскизного проектирования. На этапе технического проектирования необходимо знать температуру поверхности элементов, ибо температурное поле в реальной НЗ весьма неравномерно и температуры отдельных элементов могут существенно отличаться от среднего уровня эквивалентной НЗ.

Для оценки среднеповерхностного перегрева отдельных элементов используется соотношение [10]:

ffj = ©в (1 + (13.75)

где А - коэффициент, показывающий превышение перегрева поверхности отдельного элемента над средним перегревом поверхности НЗ.

Значение А записит от объема аппарата V, теплового сопротивления перехода элемент-поверхность шасси / пер. расхода охлаждающего воздуха G (для аппаратов с ПВ), а также относительной нагрузки Кстп = Ф/Ф (Ф - мощность, рассеиваемая /-Ы элементом).

Для различных способов охлаждений РЭА имеем:

ЕК /И[Л=251/°-23-г°-5 Котп.

о(Л = Котн.

ЕВ /W[/l]=40(V-rnep)°KoTH, о[Л] = 1,2Котн, (13 76)

ПЦ /И[Л] = 251/о--Гиер Кот11. о(Л] = (0,4 + 55,51/)Котн. ПВ, ПЦТ M[ = 5,55(G X Х/-цор)- Котп. о(Л1 = 3,4К.,п.

Составитель И. В. Глушицкий.

Ответ \

Ю 20 W W ,К

Рис. 13.38. График к примеру 12

Соотношения (13.76) справедливы для РЭА, теплофизические и геометрические параметры которой лежат в пределах, указанных ранее, при определении перегрева НЗ; кроме того, должны соблюдаться следующие условия:

0,005 < Ко , < 0,05,

0,5К/Вт < Гпер < 50 К/Вт,

количество теплонагруженных эле. ментов в РЭА составляет 50... ... 100% от общего количества.

Среднее квадратичное отклонение для расчетной формулы (13.75) вычисляется с помон;ью соотношения:

о \bj ] = а [©3 ] (1 -f М \А\) -f

+ а [Л] (о Ш + М [ад). (13.77)

Пример 13. Произвести оценку тепловых режимов элементов для РЭА из примера 10.

Дано: предельно допустимый перегрев поверхности элементов Oj доп = 30 К, переходное сопротивление элемент-поверхность шасси Гпер = 5 К/Вт, мощность, рас, есиваеыая элементом, Ф/ = 3 Вт,

С учетом поправки вычисляем перегревы

{1в, = 0.967 . 47 = 45,5 К, = 0,967 . 29 =. 28 К,