2) Так как каналы между платами и корпусом одинаковые, то расчет гидравлического сопротивления проведем для одного канала [4].

Определим эквивалентный гидравлический диаметр для канала прямоугольного сечения D_Г, м [4]:

; (15)

где а – длина канала [м];

b – ширина канала [м];

м.

Найдем число Рейнольдса:

; (16)

где v – скорость движения воздуха в канале (v = 0,1 м/с [6]);

υ = 1,89·10^-5 [м²/с] – кинематическая вязкость воздуха при T = 333K;

.

Полученное число Re < 2000 [4] характеризует режим движения воздуха в канале как ламинарный.

Определим коэффициент трения стенок канала λ_н [4]:

λ_н = k_н·λ; (17)

По закону Гагена-Пуазейля для ламинарного течения ((2-3)[4]):

λ=64/Re; (18)

λ = 64/52,2 = 1,2.

Из таблицы (стр.74 [4]) определим поправочный коэффициент: b₀/a₀ = 0,005/0,4 = 0,01, тогда k_н ≈ 1,5.

Подставив значения в (17) получим:

λ_н = 1,5 · 1,2 = 1,8

Определим коэффициент местных сопротивлений ξ [4]:

; (19)

где λ_н - коэффициент трения стенок канала,

l – длина канала ,

D_Г - эквивалентный гидравлический диаметр для канала;

ξ = 1,8·0,2 / 9,88·10^-3 = 36,4.

Гидравлическое сопротивление канала рассчитаем по формуле (11):

Па·с²/ м⁶;

где S = 0,002 м² – площадь поперечного сечения канала.

Расход через канал определим по формуле (13):

Q = 0,1·0,002 = 0,0002 м³/сек.

Потери давления на преодоление гидравлического сопротивления в канале определим по формуле (14):

∆P = 41,4·10⁵ ·(0,0002)² = 0,16 Па.

3) Рассчитаем сопротивление трех одинаковых параллельно соединенных каналов Z_пар ((9-44)[8]):

; (20)

где - сопротивление параллельно соединенных каналов [ ];

Z_i - сопротивление i-го канала [ ].

Па·сек²/м⁶.

Расход через каналы составит:

; (21)

где - расход через каналы;

- расход через i-ый канал;

Q_ПАР = 3· 0,0002 = 0,0006 м³/с.

- суммарные потери давления в параллельно соединенных каналах:

; (22)

где - суммарные потери давления;

- гидравлическое сопротивление параллельно соединенных каналов;

- расход суммарный через каналы.

ΔP_ПАР = 4,6·10⁵ · (0,0006)² = 0,16 Па.

4) суммарное гидравлическое сопротивление всех участков цепи:

; (23)

где - гидравлическое сопротивление цепи;

- гидравлическое сопротивление перфорации нижней пластины;

- гидравлическое сопротивление параллельно соединенных каналов внутри блока;

-гидравлическое опротивление перфорации верхней пластины;

Z_∑ = 3,24·10⁶ + 4,6·10⁵ + 2,9·10⁶ = 6,6·10⁶ Па·сек²/м⁶.

- полный расход составит:

; (24)

Q_∑ = 3,39·10^-4 + 0,0006 + 3,39·10^-4 = 1,28·10^-3 м³/с.

- потери давления во всей цепи:

; (26)

где - потери давления на входе;

- потери давления внутри блока;

- потери давления на выходе;

ΔP_∑ = 0,37 + 0,16 + 0,33 = 0,76 Па.

5 Вывод

Гидродинамическая модель блока РЭС в перфорированном корпусе позволяет оценивать потери гидравлического сопротивления Z_∑ = 6,6·106 Па·сек2/м6 и потери давления на входе ( ∆Pвх = 0,37 Па;)и выходе ( ∆Pвых = 0,33 Па)корпуса РЭА. Выбранная модель способа охлаждения ,с вероятностью обеспечения нормального теплового режима Р=0,8 , обеспечивает стабильную работу РЭА с мощность рассеиваемой блоком Q =150 Вт, площадью поверхности нагретой зоны, S = 0,6 м²,с вертикальным расположением кассет в перфорированном корпусе ,в заданном режиме.

Список литературы

1. Дульнев Г.Н. Тепло- и масообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высшая школа, 1984. - 247 с.

2. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Тепло- и массообмен в РЭА.Л.: Высшая школа, 1968. – 360 с.

3. Дульнев Г.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. / Г.Н.Дульнев,Н.Н.Тарновский . - Л.: Энергия, 1971. - 248 с.

4. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям./ Под ред.М.О. Штейнберга.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1992.-672 с.: ил.

5. Карачинов В.А. Тепло- и массообмен в РЭА. Анализ теплового режима блока РЭА на микросборках (микросхемах). :Метод, указания к курсовой работе. – НПИ : Новгород, 1988. -33 с.

6. Филиппов И.Ф. Теплообмен в электрических машинах: Учеб. Пособие для вузов – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ие,1986.- 256с.: ил.

7. РД 11 0435.3-89. Справочник. Микросхемы интегральные. Народнохозяйствен–ного назначения.

8. ГОСТ 16841-79. Отверстия вентиляционные приборных корпусов и электротех–нических изделий.

9. ОСТ ГО.070.003. Аппаратура радиоэлектронная. Системы охлаждения. Выбор способа охлаждения.

10. СТП ТБО.010.023. Отверстия вентиляционные. Конструкция и размеры радиоэлектронных и электротехнических изделий. Типы, конструкции и размеры.

11. ГОСТ 23752. Платы печатные.

12. ГОСТ 29137-91. Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы