При сжатии уплотнительнои прокладки из вакуумной резины на 25-30% протекание газа через уплотнение будет происходить только за счет диффузии. Скорость диффузионного протекания газа через прокладку можно определить по формуле

D =-(1 - л:)2РгДр.9,8Ы0*. (20-16)

скорость натекания газа через прокладку, см/ч; L, h, а - периметр, толщина и щирина недеформированной прокладки, см;

(1 - л;)-относительная толщина деформированной прокладки (л; -деформация) ;

Рг - постоянная газопроницаемости материала, cmjcm-ч-ат;

Ар-разность давлений газов с разных сторон прокладки, к/ж.

Расчет верен только при монолитной прокладке. .При необходимости работать на высотах до 4000 м в пыльной или влажной среде, не добиваясь полной герметичности, можно ограничиться применением только одних прокладок. Если в таком приборе необходимо поддерживать нормальное атмосферное давление, то применяют подкачку воздуха под кожух прибора (если расход воздуха незначителен). Электрические соединения в гермокожухах выполняются через специальные проходные изоляторы из стекла или керамики.

Надежную защиту от изменений влажности окружающей среды создает лищь полиая герметизация. Если внутренняя полость прибора заполнена сухим воздухом, то расположенные в нем элементы будут хорощо защищены от воздействия влаги, пыли и изменения атмосферного давления.

Влияние климатических условий пустынь, тропиков и моря

В этих условиях аппаратура подвергается интенсивному воздействию пыли, повы-щенной относительной влажности в атмосфере морских и других испарений, воздействию плесневых грибков и других паразитов, сильному облучению солнца.

Пыль ускоряет износ механических элементов, действуя как абразивный порошок, уменьшает величину поверхностного и объемного сопротивлений, образуя проводящие мостики, а также приводит к росту потерь.

В тропических условиях очень сильно влияние различных биологических факторов. Сложность борьбы с ними заключается в том, что известно до 40 000 разновидностей плесневых грибков, создать универсальное средство для борьбы с которыми практически невозможно. Кроме поддержания низкой относительной влажности воздуха, чистки аппаратуры и облучения солнцем, используют различные фунгистатнческие вещества. В пластические

материалы, лаки и краски их вводят в виде фракций.

Очень затруднительна борьба с термитами, которые пожирают изоляцию проводов и кабелей, а также приводят в негодность изоляционные лаки, ткань, дерево, кожу и- даже мягкие металлы.

Влияние ионизирующего излучения (радиации)

Этот вид излучения наблюдается в космическом пространстве, при работе атомных реакторов и при атомных и водородных взрывах. Излучение может быть корпускулярным (нейтроны, протоны, осколки ядер, альфа- и бэта-частицы) и электромагнитным (гамма- и рентгеновские лучи). Корпускулярные и электромагнитные излучения, проникая в толщу вещества, вызывают в нем ионизационные процессы, приводящие к химическим и физическим изменениям.

Наименее чувствительны к воздействию ионизирующего излучения металлы и неорганические диэлектрики, наиболее чувствительны - полупроводниковые и органические материалы. Изменения могут быть как обратимыми, так и необратимыми. Это завпснт от дозы и времени облучения. Германий при воздействии на него достаточно сильных потоков излучения может изменить тип своей проводимости. Разрушение диэлектриков происходит при потоках гамма-излучения от 10 до 10 дж1см и от 10* до 5 10* нейтрон/см. Весьма чувствительны к воздействию радиации различные ферриты.

Гамма-излучение почти не действует на проволочные резисторы и значительно воздействует на непроволочные и пленочные.

Под действием излучения у конденсаторов происходит уменьшение (на два-три порядка) сопротивления изоляции и их номинальной емкости.

Значительно меняют свои параметры сухие батареи.

Наименьшему воздействию радиации подвержены трансформаторы и дроссели, кварцевые резонаторы, реле и электродвигатели.

В полупроводниковых диодах происходит изменение проводимости в прямом направлении. Туннельные диоды обладают более высокой радиационной стойкостью.

Незначительную радиационную стойкость имеют германиевые и кремниевые транзисторы.

Электровакуумные и газонаполненные приборы намного более стойки и выдерживают облучение потоком нейтронов до 10* нейтрон/см.

Защитой от воздействия проникающей радиации служат экраны.

Механические воздействия

Механические воздействия принято делить на три группы: вибрации, постоянно

действующие ускорения и удары, хотя в общем случае они действуют совместно.

Вибрации характеризуются частотой возмущающей силы в герцах и интенсивностью, измеряемой в единицах ускорения.

Центробежные (постоянно действующие) ускорения характеризуются обычно только

величиной g. Иногда указывают возможную скорость изменения g.

Удар характеризуется значением перегрузки (g) и характером воздействия силы (форма возмущающего импульса и длительность характерных его участков).

Возможные виды динамических воздействий на аппаратуру приведены в табл. 20-5.

Таблица 20 5

Допустимые механические воздействия на некоторые классы аппаратуры

При перевозках аппаратура может испытывать вибрацию с частотой 3-200 ец, виброускоренно 2-10 е, центробежное ускорение до 6 g, а также .удары с ускорением 10-120 g.

Рис, 20-16, Номограмма для расчета величины ускорения.

Основные параметры вибрации связаны между собой следующей (упрощенной) формулой:

(20-17)

250

где J - значение ускорения ции, g;

I - частота вибрации, гц\

при вибра-

А - амплитуда колебаний (вибросмещения), мм.

Для расчетов можно пользоваться номограммой на рис. 20-16.

Наиболее опасными по последствиям являются вибрации, затем удары и постоянно действующие ускорения (при одинаковой величине g).

Важными факторами, сильно влияющими на работу радиоэлектронной аппаратуры, являются условия хранения и эксплуатации. Необходимо четко формулировать условия хранения либо выполнять аппаратуру в соответствии с реальными условиями, имеющимися в данных складских помещениях. Эксплуатация аппаратуры в условиях, отличных от требований ТУ, или персоналом, не обладающим достаточной квалификацией, также пагубно сказывается на работе аппаратов.

Режимы работы и окружающие условия значительно влияют на работоспособность И надежность аппаратуры. Работа в длительном, кратковременном или форсированном режиме, а также работа аппаратуры в нормальных, тяжелых или других условиях и внешних факторах значительно изменяет ее выходные параметры. Учет всех этих факторов аналитически очень сложен, и поэтому наиболее достоверными источниками информации являются различные виды испытаний.

20-6. ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ АППАРАТОВ

Элементы радио-и электронной аппаратуры очень чувствительны к изменению температуры окружающей среды: кроме внешних температурных полей, на аппаратуру действуют температурные поля, причиной

которых являются потери энергии питания (часто до 907о энергии питающих аппаратуру устройств превращается в тепло).

Теплообмен

Совокупность явлений, связанных с переходом тепловой энергии из одних частей пространства в другие при различных значениях их температур, называется т е п -

tc - температура жидкости (среды!, град;

S - площадь поверхности теплообмена, м.

Коэффициент теплоотдачи о, к является сложной функцией ряда параметров и существенно зависит от видов конвективного теплообмена (рис. 20-17).

Все тепловые расчеты и значения физических параметров выполняются для средней арифметической температуры

t0,5{t + tc). (20-19)

При излучении (радиация, лучеиспускание) перенос тепла происходит за счет пре-

.Cpedat

Рис. 20-17. Различные характеры движения газа сколе поверхностей нагретых тел.

а - пленочный режим; б - ламинарный режим; в - ламинарный и ло-хонообразный режим; г -вихревой режим.

лообменом. Теплообмен может происходить путем конвекции, излучения (радиации или лучеиспускания) и теплопроводности (кондукции). В общем случае теплообмен происходит одновременно всеми тремя путями. В частных случаях можно пренебрегать одним или двумя путями.

Конвекция. Различная плотность жидких или газовых сред из-за соприкосновения с поверхностью нагретых тел служит причиной сложного движения сред, при котором возникает теплообмен как внутри жидкости (газа), так и между этой средой, аппаратом и его элементами. Такого рода конвекция называется естественной или тепловой в отличие от принудительной (например, с помощью вентилятора).

Условия теплообмена в этом случае подчиняются закону Ньютона

Р = ак(<-с)5, (20-18)

где Р - количество тепла, переносимого путем конвекции от тела к среде (и наоборот) в единицу времени, вт;

Ок - коэффициент теплоотдачи конвекцией, ет/ж. град; t-температура поверхности твердого тела (аппарата), град;

Рис. 20-18. Плоские стенки (а, е) и схемы их тепловых сопротивлений (б. г)

вращения части тепловой энергии тела в лучистую энергию электромагнитных колебаний. Описывается излучение законом Стефана - Больцмана, который после ряда преобразований можно записать в виде, аналогичном (20-18),

Pi2n = ai2n{ti - i2)Si, (20-20)

где Рил - количество тепла, передаваемого за счет излучения в единицу времени от поверхности J к поверхности 2, вт; хал-коэффициент теплоотдачи излучением от Si к S2; ti, <2 - температуры поверхностей тел / и 2.

При одновременном рассеивании тепла конвекцией и излучением его можно рассчитать но формуле

Pi2 = (ак12 + Ол 12) (h -12) Si- (20-21)

Этот случай представляет наибольщий интерес, так как для больщинства радио- и электронных аппаратов теплопередача за счет теплопроводности отсутствует (установка в деревянных ящиках или на различных резиновых ножках и амортизаторах с очень большим тепловым сопротивлением) и их тепловой режим определяется конвекцией и излучением.

Теплопроводность. Основное значение при расчете тепловых режимов различных радиаторов имеет теплопроводность. Онре- деляется она законом Фурье, который после преобразований для случая, показан-