5. Вычисляют лучистый коэффициент теплоотдачи .
6. Лучистую проводимость
вычисляют по формуле
.
7. Находят из таблиц
характеристики воздуха при температуре
:
.
8. Вычисляют коэффициент
.
9. Вычисляют площадь
поперечного сечения аппарата, свободную
для прохождения воздуха,
.
10. Площадь аппарата,
участвующая в конвективном теплообмене,
равна
.
11. Периметр поперечного
сечения аппарата, свободного для прохода
воздуха, равен
.
12. Эквивалентный
диаметр равен
.
13. Вычисляют коэффициент
:
.
14. Конвективный
коэффициент теплоотдачи будет равен
.
15. Проводимость
конвективная равна
16. Проводимость
полная будет
.
17. Определяют перегрев
второго приближения для нагретой зоны
.
18. Вычисляют температуру
зоны второго приближения
.
19. Разброс температур
равен
.
Если разброс
больше 5%, то принимают
и повторяют расчеты, начиная с п.2.
Расчеты по описанному алгоритму приведены в табл. 3.1.
Предварительные расчеты:
|
Обозначение |
Величина |
Размерность |
|
|
0.85000 |
|
|
|
0.39532 |
|
|
|
1.55000 |
|
|
|
2.27941 |
|
|
|
0.05320 |
|
|
|
0.5200. |
|
.
Таблица 3.1
Расчет температуры нагретой зоны
|
№ п/п |
Обозначения |
Цикл 1 |
Цикл 2 |
|
1 |
|
50.000 |
10.693 |
|
2 |
|
140.000 |
100.693 |
|
3 |
|
13.310 |
11.343 |
|
4 |
|
6.921 |
5.899 |
|
5 |
|
2.736 |
2.332 |
|
6 |
|
115.000 |
95.346 |
|
7 |
|
3.299 |
3.147 |
|
8 |
|
0.681 |
0.693 |
|
9 |
|
2.450 |
2.255 |
|
10 |
|
2.594 |
2.665 |
|
11 |
|
55.414 |
55.414 |
|
12 |
|
42.851 |
44.021 |
|
13 |
|
29.996 |
30.815 |
|
14 |
|
32.732 |
33.147 |
|
15 |
|
10.693 |
10.559 |
|
16 |
|
100.693 |
100.559 |
|
17 |
|
39.037 |
0.133 |
Температура нагретой
зоны равна 100.559
.
По результатам расчетов заполняется контрольная табл. 3.2.
Таблица 3.2
Контрольные данные для ЭВМ
|
№ п.п |
Обозначение |
Величина |
ответ ЭВМ |
|
1 |
номер варианта |
1022 |
5 |
|
2 |
|
0.520 |
5 |
|
3 |
|
5.899 |
5 |
|
4 |
|
2.665 |
5 |
|
5 |
|
55.414 |
5 |
|
6 |
|
44.021 |
5 |
|
7 |
|
0.058 |
5 |
|
8 |
|
0.343 |
5 |
|
9 |
|
100.559 |
5 |
Итого: 5
Расчётное задание № 4
Цель: расчет температуры центральной области нагретой зоны аппарата кассетной конструкции
группы А
Вариант № 1022 Исходные данные
|
Обозначение |
Величина |
Размерность |
|
|
0.2500 |
|
|
|
0.3100 |
|
|
|
0.2100 |
|
|
Число микросхем по оси x
|
7.00 |
|
|
Число микросхем по оси y
|
6.00 |
|
|
Число микросхем по оси z
|
15.00 |
|
|
Мощность
|
15.00 |
Вт |
|
Коэффициент теплопроводности платы |
1.50 |
|
|
Коэффициент теплопроводности
микросхемы по оси x
|
15.00 |
|
|
Коэффициент теплопроводности
микросхемы по оси x
|
20.00 |
|
|
Коэффициент теплопроводности
микросхемы по оси z
|
5.00 |
|
|
Размеры микросхемы по оси x
|
0.0179 |
|
|
Размеры микросхемы по оси x
|
0.0207 |
|
|
Размеры микросхемы по оси z
|
0.0066 |
|
|
Температура кожуха
|
50.00 |
|
|
Толщина подложки
|
0.0030 |
|
Описание алгоритма расчетов
1. Определяют размеры
ячейки
,
,
.
2. Определяют размеры фрагментов ячейки
|
№ фрагмента |
Ось x |
Ось y |
Ось z |
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
3. Вычисляют тепловые сопротивления фрагментов ячейки по осям:
, 
,
, 
,
, 
,
, 
,
, 
,
, 
,
, 
,
,
,
,
.
4. Вычисляют тепловые сопротивления ячейки по направлениям x, y, z:
,
,
.
5. Вычисляют коэффициенты
теплопроводности
по направлениям x, y, z:
,
,
.
6. За базовую величину
выбирают
.
Вычисляют новые размеры аппарата:
,
,
.
7. Вычисляют перегрев
центральной области аппарата
.
Расчет теплового режима
1. Размеры ячейки
|
№ фрагмента |
Ось x |
Ось y |
Ось z |
|
1 |
0.0357 |
0.0517 |
0.0140 |
|
2 |
0.0179 |
0.0207 |
0.0066 |
|
3 |
0.0179 |
0.0310 |
0.0066 |
|
4 |
0.0179 |
0.0207 |
0.0066 |
|
5 |
0.0179 |
0.0310 |
0.0066 |
|
6 |
0.0357 |
0.0517 |
0.0044 |
2. Сопротивления фрагментов ячейки
|
Фрагмент |
Ось x |
Ось y |
Ось z |
|
1 |
153.61 |
321.48 |
1.08 |
|
2 |
8.73 |
8.77 |
3.58 |
|
3 |
3099.66 |
9341.43 |
423.43 |
|
4 |
4649.49 |
6227.62 |
635.14 |
|
5 |
3099.66 |
9341.43 |
423.43 |
|
6 |
5579.39 |
11676.79 |
84.69 |
3. Сопротивления ячейки по направлениям осей:
|
|
141.539 |
|
|
296.963 |
|
|
89.267 |
4. Вычисляют эквивалентные коэффициенты теплопроводности
|
|
0.349 |
|
|
0.348 |
|
|
0.085 |
5. Базовая
величина
.
Старые размеры области с кассетами были
|
|
0.250 |
|
|
0.310 |
|
|
0.210 |
6. Новые размеры аппарата будут равны
|
|
0.250 |
|
|
0.310 |
|
|
0.425 |
8. Перегрев центральной
области аппарата равен
20.351
.
По результатам расчетов заполняется контрольная табл. 4.1.
Таблица 4.1
Данные для контроля на ЭВМ
|
№ п/п |
Обозначение |
Величина |
Ответ ЭВМ |
|
1 |
Номер варианта |
1022 |
5 |
|
2 |
|
0.349 |
5 |
|
3 |
|
0.348 |
5 |
|
4 |
|
0.085 |
5 |
|
5 |
|
20.351 |
5 |
Итого: 5
Расчётное задание № 5
Цель: расчет теплового режима аппарата кассетной конструкции группы Б
Вариант № 1022 Исходные данные
|
Обозначение |
Величина |
Размерность |
|
|
0.3000 |
|
|
|
0.2600 |
|
|
|
0.2800 |
|
|
|
60.00 |
|
|
|
0.700 |
|
|
|
0.600 |
|
|
|
200 |
|
|
|
0.2500 |
|
|
|
0.1980 |
|
|
|
0.220 |
|
|
Количество кассет
|
8 |
|
|
|
35.00 |
|
|
зазор
|
0.006 |
|
Предварительные расчеты
- площадь кожуха
;
- площадь лучистая
;
- приведенная степень черноты зоны
;
- площадь зона-воздух 1
равна
;
- площадь зона - воздух
2 равна
;
где
- толщина кассеты, вычисляемая по формуле
.
Описание алгоритма расчетов
1. Задаются перегревом
нагретой зоны первого приближения
.
2. Определяют
температуру нагретой зоны первого
приближения
.
3. Средняя температура
равна
.
4. Определяем функцию
.