9. Рассчитываем перегрев корпуса блока рэа во втором приближении Dtк.О:
(7.8)
где— коэффициент, зависящий от коэффициента перфорации корпуса блока ;— коэффициент, учитывающий атмосферное давление окружающей среды. Графики для определения коэффициентов и представлены на рис. 7.4 и 7.5.
Рис. 7.4. Зависимость коэффициента Кк.п Рис. 7.5. Зависимость коэффициента Кн1
от коэффициента перфорации корпуса блока от атмосферного давления окружающей
среды
Коэффициент перфорации определяется как отношение площади перфорационных отверстий Sп к сумме площадей верхней и нижней поверхности корпуса:
10. Определяем ошибку расчета
. (7.9)
Если , то расчет можно считать законченным. В противном случае следует повторить расчет температуры корпуса для другого значения, скорректированного в сторону .
11. Рассчитываем температуру корпуса блока
. (7.10)
На этом 1-й этап расчета теплового режима блока РЭА окончен.
Этап 2. Определение среднеповерхностной температуры нагретой зоны.
1. Вычисляем условную удельную поверхностную мощность нагретой зоны блока q з:
(7.11)
где Рз—мощность, рассеиваемая в нагретой зоне. В общем случае Рз = Ро—Рк, где Рк—мощность, рассеиваемая в элементах, установленных непосредственно на корпус блока; в этом случае последний играет роль радиатора.
2. Из графика на рис. 7.6 находим в первом приближении перегрев нагретой зоны относительно температуры, окружающей блок среды .
Рис. 7.6. Зависимость перегрева нагретой Рис.7.7. Зависимость удельной тепловой
зоны от удельной поверхностной мощности проводимости от усилия прижима модулей к
корпусу: 1 — контакт медной ячейки с алюминие
вым корпусом, 2 — контакт алюминий —
алюминий
3. Определяем коэффициент теплообмена излучением между нижними a з.л.н, верхними a з.л.в и боковыми a з.л.б поверхностями нагретой зоны и корпуса:
(7.12)
где — приведенная степень черноты i-й поверхности нагретой зоны и корпуса:
(7.13)
и — соответственно степень черноты и площадь i-й поверхности нагретой зоны и корпуса.
4. Для определяющей температуры и определяющего размера hi, находим числа Грасгофа Gr hi ; и Прандтля Рr (формула (7.3) и табл. 7.3).
5. Рассчитываем коэффициенты конвективного теплообмена между нагретой зоной и корпусом для каждой поверхности:
- для нижней поверхности
- для верхней поверхности
- для боковой поверхности
6. Определяем тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:
(7.14)
где — коэффициент, учитывающий кондуктивный теплообмен;
(7.15)
s— удельная тепловая проводимость от модулей к корпусу блока, зависит от усилия прижима ячеек к корпусу (рис. 7.7), при отсутствии прижима s = 240 Вт/(м2.К); Sl —площадь контакта рамки модуля с корпусом блока.
7. Рассчитываем нагрев нагретой зоны Dtз.о во втором приближении:
(7.16)
где Kw—коэффициент, учитывающий внутреннее перемешивание воздуха, зависит от производительности вентилятора Св (рис. 7.8); КH2—коэффициент, учитывающий давление воздуха внутри блока (рис. 7.9).
8. Определяем ошибку расчета . Если d < 0,1, то расчет окончен. При d > 0,1 следует повторить расчет для скорректированного значения .
Рис. 7.8. Зависимость коэффициента Kw от кратности Рис. 7.9. Зависимость коэффициента -
обмена воздуха в блоке КН2 от давления воздуха внутри блока
9. Рассчитываем температуру нагретой зоны
(7.17)
На этом 2-й этап расчета теплового режима блока РЭА заканчивается.
Таблица 7.4. Теплофизические свойства материалов
|
Коэффициент
|
|
Коэффициент
|
Материал
|
теплопроводности l, Вт/(м.К)
|
Материал
|
теплопроводности ) l, Вт/(м-К) |
Алюминий
|
208
|
Эбонит
|
0,163
|
Бронза
|
64
|
Стеклотекстолит
|
0,24...0,34
|
Латунь
|
85,8
|
Стекло
|
0,74
|
-Медь
|
390
|
Фарфор
|
0,834
|
Сталь
|
45,5
|
Картон
|
0,231
|
Асбестовая ткань
|
0,169
|
АЛ-9
|
151
|
Асбест листовой
|
0,116
|
АЛ-2
|
175
|
Слюда
|
0,583
|
АМЦ
|
188
|
Пластмасса полихлорвиниловая
|
0,443
|
Пенопласт ПХВ-2 Пенополиуретан
|
0,04
|
Фторопласт-4
|
0,25
|
ЭПЭ
|
0,06
|
Полистирол
|
0,09...0,14
|
Клей
|
0,2...0,4
|
Компаунды |
0,5...0,8 |
Клей с наполнителем кварца или кремния |
1,9...2,4 |