9.4 Определение теплового сопротивления типовой конструкции
Типовые конструкции характеризуются регулярностью в x,y,z пространствах. Можно выделить некоторый элемент, повторяя который в соответствующих направлениях, получить типовую модель всей конструкции.
Методика определения теплового R при переходе от ИМС к корпусу субблока:
1-корпус ИМС
2-зазор между ИМС и шиной
3-теплопрводная шина
4-плата субблока
5- каркас субблока
6-направляющая субблока.
Выделим элементы конструкции, тепловой R которые участвуют в передаче энергии и составим тепловую схему. Зазор между ИМС 1 и теплопроводной шины 3 заполнен теплопроводящим материалом 2 с тепловыми сопротивлением R3, тепловая энергия передается далее по дальне проводной шине.
Rк2 Rст Rк2 Rш1
Q
бл
Rк2 Rст
Rк1 Rш2
R3 ИС
Rш1 и Rш2, далее от шины через тепловое сопротивление Rк1 (сопротивление контакта шины к каркасу субблока 5) Rк2- тепла сопротивление контакта субблока – корпус блока.
Обозначим через R=Rк1+Rст+Rк2
R Rш1
R3 ИС
Qбл
R Rш2
R3=h3/(3*Sk)
Rст=bk/(ст*Sст)
Rк1=1/(k1*Sk1)
Rш1=L1/(ш*Sш)
Rш2=L2/(ш*Sш)
Rк2=1/(к2*Sк2)
3,ш,ст- коэффициенты тепловых материалов зазора, шины и каркасам субблока.
Sк- площадь зазора между корпусом ИМС и шины.
Sш- площадь поперечного сечения теплопроводящей шины .
Sст- площадь сечения каркаса субблока перпендикулярного к тепловому потоку.
Sк1 ,Sк2- половина площади контактов шина – каркас субблока – корпус блока.
Тепловая модель ЭВМ в целом строится исходя из принципа суперпозиции, например представляя субблок в виде параллелепипеда с эквивалентно нагретой зоной и равном распределения тепловой энергией.
Возникает порой задача выбора способа охлаждения. Делают расчет температурного режима для каждого способа. Есть естественным способ охлаждения (воздушный и испарительный) и принудительный (воздушный, жидкостный и испарительный ).
Методика расчета схем охлаждения:
Определить минимальный допустимый перегрев нагретой зоны
Qдоп=Qдоп –Qокр.ср.мах,
Qдоп- допустимая t по Кельвину
Qокр ср.мах- максимальная t по Кельвину.
2.Рассчитывается поверхность нагретой зоны
Sз=2[L1L2+(L1+L2)L3K3] ,где
L1,L2-горизонтальные размеры корпуса
L3 - высота корпуса
K3 - коэффициент заполнения функциональными и монтажными элементами.
3.Нахождение удельной мощность нагретой зоны.
y=/Sз
-мощность рассеивания блоком.
4. затем по специальным диаграммам находим зону, в которой лежит точка с координатой Q каждой зоне соответствует свой способ охлаждения. При принудительной охлаждении делает еще расчет расход охлаждения винта (масло, фреон, вода).