22. Виды теплообмена в конструкциях рэс.

Отвод теплоты от элементов конструкции может происходить за счет конвекции, излучения и теплопроводности. В реальных конструкциях присутствует теплообмен всех трех видов, протекающий по своим вполне определенным законам.

Конвекцией называется процесс теплообмена, при котором перенос теплоты от одной нагретой точки к другой осуществляется макрочастицами газа или жидкости. Конвекция может быть естественной (в результате действия сил тяготения на газ или жидкость) или принудительной (вынужденной), когда перемещение газа или жидкости выполняется специальными устройствами.

Коэффициент теплообмена конвекцией зависит от физических свойств среды и материала конструкции, геометрических размеров тела.

Излучение – перенос теплоты, основанный на способности физических тел излучать и поглощать тепловую энергию в виде электромагнитных волн. При попадании лучей на тело часть их отражается, а часть проникает внутрь тела.

Отношение отраженного излучения к падающему характеризуется отражательной способностью тела R, отношение поглощенного излучения к падающему – поглощательной способностью А. Наибольшей излучательной и наименьшей отражательной поверхностями обладают «абсолютно черные» поверхности (R = 0, А = 1).

Отношение излучательной способности любого тела к излучательной способности «абсолютно черного» тела при определенной температуре называют степенью черноты тела и обозначают ε.

Теплопроводность – это процесс теплообмена между находящимися в соприкосновении телами (или их частями), обусловленный взаимодействием молекул и атомов. Процесс передачи теплоты за счет теплопроводности (кондукции) возможен, если имеется градиент температуры в различных точках тела или в местах соприкосновения тел.

Тепловой поток через плоскую теплопроводящую стенку можно моделировать (на рисунке) процессом протекания электрического тока через резистор (метод электроаналогии).

Рисунок - Модель теплового потока через плоскую теплопроводящую стенку:

а – модель при передаче теплоты кондукцией через плоскую стенку; б – эквивалентные схемы при передаче теплоты кондукцией через плоскую стенку.

23. Классификация систем охлаждения. Выбор способа обеспечения нормального теплового режима на ранних стадиях разработки.

Система охлаждения – совокупность устройств и конструктивных элементов, используемых для уменьшения локальных и общих перегревов.

Системы охлаждения обычно классифицируют по способу передачи теплоты, виду теплоносителя и источников теплоты.

Системы охлаждения, применяемые в РЭС, работают на разных принципах передачи тепла. Но наибольшее распространение получили системы передачи тепла конвекцией, т.е. системы газового (воздушного) и жидкостного охлаждения.

Системы газового и жидкостного охлаждения можно классифицировать по нескольким принципам:

1. по способу передачи теплоносителя – на системы естественного и принудительного охлаждения;

2. по способу воздействия на объекты охлаждения – системы прямого и косвенного охлаждения;

3. по количеству объектов охлаждения – системы общего и локального охлаждения;

4. по конструктивному исполнению – разомкнутые и замкнутые.

Одним из критериев эффективности средств рассеяния мощности является тепловое сопротивление

где - разность температур источника тепла и теплостока,

Р – мощность, рассеиваемая в аппаратуре.

На тепловое сопротивление влияют род охлаждающей жидкости и интенсивность ее движения.

Выбор способа обеспечения нормального теплового режима и системы охлаждения РЭС производится на ранних стадиях разработки и основывается на определении плотности теплового потока q_s и допустимого перегрева конструкции ∆t (на рисунке). Если точка попадает в заштрихованные области диаграммы, то способ охлаждения уточняется на более поздних этапах конструирования.

Рисунок - График выбора способа охлаждения в конструкциях РЭС