22.2 Тепловой режим конструкции эвм. Способы переноса тепловой энергии.

Тепловой (температурный) режим – пространственно-временное изменение температуры в КМ. Задачи его анализа сложны, поэтому будем рассматривать только стационарный режим.

Выделяемая активными элементами тепловая энергия может передаваться другим, имеющим более низкую температуру, пассивным элементам, деталям конструкции и отводиться в окружающую среду.

Элементы, выделяющие теплоту, называют источниками, поглощающие – стоками, а сам процесс передачи тепловой энергии – теплообменом.

Тепловой режим зависит от:

• температуры окружающей среды;

• мощности источников и стоков тепловой энергии;

• мощности системы принудительного отвода теплоты;

• условий теплообмена (к ним относятся: размеры, форма, взаимное расположение элементов конструкции и теплофизические параметры материалов конструктивных элементов).

Тепловой режим называется нормальным, если температура компонентов не превышает допустимую. Нормальный режим обеспечивается при проектировании разработкой системы отвода тепловой энергии как для конструкции в целом, так и для ее элементов.

Теплота может передаваться:

• кондукцией (теплопроводностью);

• конвекцией;

• излучением;

• испарительным охлаждением.

Передача тепловой энергии от изотермической поверхности i с температурой Qi к изотермической поверхности j с температурой Qj, и наоборот, описывается уравнением:

или (1)

где Фi , Фj - теплота от тел i и j, [Вт],

Fi,j = Fj,i - тепловой (температурный) коэффициент, иногда трактуется как тепловое сопротивление.

Структура тепловых коэффициентов зависит от способа передачи энергии и условий теплообмена.

23.1 Емкостная составляющая перекрестной помехи. Способы ее уменьшения

Дифференциальное уравнение, описывающее процесс наведения емкостной помехи, имеет вид:

где UпС – емкостная составляющая перекрестной помехи

В предположении линейно нарастающего фронта напряжения в активной линии

для 0< t £ tфU получим:

где Ua, tфU – перепад напряжения в активной линии и

продолжительность его фронта;

Знак емкостной помехи совпадает со знаком

фронта наводящего фронта.

При t = tфU помеха достигает максимального значения:

При t > tфU помеха начинает уменьшаться за счёт заряда ёмкостей:

Отрицательная помеха опасна, если воспринимающих элемент пассивной цепи находится в состоянии логической «1», положительная – если в состоянии логического «0».

P.S. Прошу прощения, со способами уменьшения не разобрался

23.2 Теплообмен кондукцией

Кондукция – передача теплоты посредством взаимодействия молекул тела или соприкасающихся тел. Если два участка тела или соприкасающиеся тела имеют разную температуру, возникает поток теплоты в сторону меньшей температуры.

Кондукция может происходить в жидкой или газообразной среде, а также между телом и средой, если нет движения среды или между телом и средой есть прослойка – пленка неподвижной среды.

Рассмотрим кондукцию на примере однородного твердого тела.

Теплообмен кондукцией описывается законом Фурье:

Где - удельная тепловая энергия

S – площадь изотермической поверхности

l – нормаль к изотермическим поверхностям

- удельная тепловая энергия

Проинтегрировав, получаем:

Если Фi = Фj = Фl =const, то Fi,j = Ri,j – трактуется как тепловое сопротивление:

Величина, обратная тепловому сопротивлению, называется тепловой проводимостью: