Варианты заданий для самостоятельного решения

Условие задачи: Определить температуру корпуса электронного средства (ЭС), имеющего следующие размеры: длина - L₁, ширина - L₂ и высота - h. Корпус окрашен эмалевой краской (степень черноты ε). Давление среды, окружающей электронное средство - H. Температура среды - t_c . Мощность источника тепла, действующих в ЭС - Р.

Примечание. Для расчетов использовать значения, приведенные в Таблице 1.2, согласно номера выданного варианта.

Таблица 1.2

Номер вариан-та	Размеры корпуса ЭС			Р, Вт.	ε	H, мм рт.	tc , 0C
	L1, м	L2, м	h, м
1	0,324	0,200	0,100	20,0	0,92	760	20,0
2	0,300	0,180	0,100	18,0	0,89	750	18,0
3	0,254	0,150	0,100	15,0	0,94	748	22,0
4	0,286	0,180	0,100	18,0	0,90	700	25,0
5	0,300	0,180	0,100	18,0	0,93	650	21,0
6	0,258	0,165	0,100	16,5	0,92	760	20,0
7	0,300	0,150	0,100	15,0	0,89	750	18,0
8	0,325	0,200	0,100	20,0	0,94	748	22,0
9	0,286	0,180	0,100	18,0	0,90	700	25,0
10	0,300	0,150	0,100	15,0	0,93	580	23,0
11	0,254	0,155	0,100	15,0	0,92	760	20,0
12	0,300	0,200	0,100	22,0	0,89	750	18,0
13	0,258	0,165	0,100	16,5	0,94	748	22,0
14	0,300	0,200	0,100	25,0	0,90	700	25,0
15	0,300	0,180	0,100	18,0	0,93	600	21,0
16	0,354	0,200	0,100	20,0	0,92	760	20,0
17	0,320	0,200	0,100	20,0	0,89	750	18,0
18	0,284	0,150	0,100	15,0	0,94	748	22,0
19	0,320	0,180	0,100	18,0	0,90	700	25,0
20	0,264	0,150	0,100	15,0	0,93	650	21,0

Задача 1.3

Определить средние поверхностные перегревы корпуса _К , нагретой зоны _з и воздуха _В внутри электронного средства (ЭС).

Нагретая зона ЭС (см. Рис.1.7) представляет собой блок модулей, которые установлены на стеклотекстолитовых платах (монтаж односторонний). Блок окружен пылезащищенным корпусом, размеры которого L_x = 0,300 м, L_y = 0,292 м и L_z = 0,226 м. Корпус изготовлен из листовой стали и окрашен эмалевой краской (_k = 0,9). Теплообмен внешних поверхностей корпуса с окружающей средой происходит в условиях естественной конвекции. Температура окружающей среды t_с = 23,5 ⁰С. Размеры нагретой зоны l_x = 0,260 м, l_y = 0,105 м и l_z = 0,200 м. Количество плат в электронном средстве т = 5. Величина зазора между платами b_p = 20 мм. На каждой плате расположено 20 модулей (N = 20), размеры которых следующие: высота h_M = 8 мм, длина и ширина l_M = ∆_M = 40 мм. Модули расположены по площади платы равномерно. Толщина монтажной платы _П = 4 мм. Суммарная мощность источников тепла в аппарате Р = 50 Вт.

Решение

Рисунок 1.7 – Схематичное изображение ЭС

Объем V_M всех модулей, смонтированных на плате:

V_M = N l_M ∆_M h_M (1)

По формуле (2) определяем эффективную толщину платы b и эффективный зазор  между платами:

(2)

Площадь поверхности, натянутой на нагретую зону, вычисляем по формуле (3):

S_з.л = 2×(l_xl_y + l_xl_z + l_yl_z ), (3)

S_з.л = 2×(0,260×0,105 + 0,260×0,200 + 0,105×0,200 ) = 0,201 м²

Площадь поверхности корпуса:

S_К = 2×(L_xL_y + L_xL_z + L_yL_z ), (4)

S_К = 2×(0,292×0,300 + 0,226×0,300 + 0,292×0,226 ) = 0,443 м²

Площади внутренней и внешней поверхностей нагретой зоны определим по формулам (5):

S_з1 = 2l_xl_z (m – 1); S_з2 = 2[(l_xl_z + m×× (l_x + l_z )]; (5)

S_з1 = 2×(5 – 1) × 0,260×0,200 = 0,416 м² ;

S_з2 = 2×[0,260×0,200 + 5×0,009×(0,260 + 0,200)] = 0,146 м²

Определим по формулам (6) параметры А и С:

(6)

Средние поверхностные перегревы нагретой зоны и корпуса вычислим по формулам (7):

(7)

Подставляя значения в (7) получим

Ответ: