лабораторная работа / КТОПуцукц / тепловой расчет

3.1.5 Расчет теплового режима. Модуль электронной аппаратуры второго уровня и выше, например блок, представляет собой сложную систему тел с множеством внутренних источников теплоты. Поэтому при расчете тепловых режимов модулей используют приблизительные методы анализа и расчета.

Целью расчета является определение нагретой зоны модуля и среды вблизи поверхности ЭРЭ.

Конструкцию РЭА заменяем ее физической тепловой моделью, в которой нагретая зона представляется в виде параллелепипеда, имеющего среднеповерхностную температуру t_o и рассеиваемую тепловую мощность Р_о. В зависимости от ориентации модулей 1-го уровня различают три группы конструкций по характеру теплообмена в них. На рисунке 3 приведены зависимость между перепадом температур t_k и выделяемой тепловой мощностью для блоков различных конструкций.

Определим условную поверхность нагретой зоны S_з, м² для воздушного охлаждения [5, страница 145]

S_з=2(AB+(A+B)HК_з.о);

где A, B, H – геометрические размеры блока, м

A = 0,170 м; B = 0,110 м; H= 0,075 м.

К_з.о – коэффициент заполнения объема (К_з.о =0,378).

Тогда, получим

S_з = 2(0,1700,110+(0,170+0,110)0,0750,378) = 0,0532 м².

Определим удельную мощность нагретой зоны q₃, Вт/м², как количество теплоты, рассеиваемое с единицы площади

q₃=Q/S₃,

где Q – мощность, рассеиваемая блоком, Вт, вычисляемая по формуле

Q = I_maxU,

где I_max – максимальный потребляемый ток для цепи питания с напряжением питания U=+9 В, I_max=0,15 А.

Тогда, получим

Q = 0,159 = 1,35 Вт;

q_з = 1,35/0,0426 = 31,69 Вт/м²

Температура зоны не должна достигать максимального значения рабочей температуры элементов. Если устройство работает в не перегруженном режиме, тогда температура зоны должна быть меньше или равна Т_з=70⁰С. Максимальная температура окружающей среды, при которой устройство должно функционировать равна Т_с=60⁰С. Тогда перепад температур t_k будет определяться по формуле

t_k = Т_з-Т_с = 70–60 = 10⁰С

Способ вентиляции разрабатываемого устройства, можно определить по графику тепловой нагрузки блоков различной конструкции (рисунок 3). Учитывая, что в проектируемом устройстве модуль расположен горизонтально, получим, что прибор относится к зоне 2, следовательно, устройство не требует дополнительных средств вентиляции и охлаждается естественной вентиляцией.

По результатам расчета делаем вывод, что разрабатываемая конструкция блока сигнализации обеспечивает нормальный тепловой режим работы без обеспечения какой либо дополнительной вентиляции.

					УИТС.4XXXXX.008	Лист
Изм.	Лист	№ документа	Подпись	Дата