29. Теплообмен в эвм. Способы переноса тепловой энергии

Большинство элементов явл температурно зависимыми. Температура влияет на надежность. Температ режим назыв нормальным, если темпер каждого отдельного элемента конструкции не превышает допустимого значения. При разработке устанавливаются допустимая рабочая температура. Теплоотвод может обеспечиваться: теплопроводностью (кондукция), конвекцией, излучением.

Кондукция – передача тепла за счет взаимодействия атомов/молекул, при этом д. обеспечиваться контакт. Конвекция – перенос энергии частицами газа или жидкости (действует в условиях силы тяжести); кроме воды у всех жидкостей при нагревании уменьшается масса. Излучение – за счет превращения тепловой энергии в лучевую.

Величина теплового потока Ф=αSΔt (S – площадь, Δt – разность температур).

Расчет ведется по 1 способу, остальные вносят погрешность.

α: для естеств воздушн и для излучение =2-10; принуд воздуш 10-150; ест жидк 200-600; принуд жидк 300-3000; испарит 500-120000.

30. Способы охлаждения, используемые для стационарных и нестационарных эвм

Охлажд стац ЭВМ в осн использ: теплопроводность, возд естеств, возд принудит, принудит возд охлажд с дополнить охлажд жидкостью в трубопроводах, жидкостная.

Охлажд нестац ЭВМ осущ-ся: 1)тепловыми трубами; 2)жидкостной системой; 3)испарительной системой; 4) использ-е эффекта Пельтье (пропуск-е тока по p-n переходу в разн. направл-х, в зависим-ти от этого переход охлажд-ся или нагрев-ся).

Требован-я к охлажд-й жидк-ти: 1) д/б инертной по отн-ю к материалам конструкции; 2) д-на иметь низк. диэлектрич-ю проницаемость; 3) д-на иметь низк. вязкость; 4) при использ-нии испарит-й системы темпер-ра кипения жидк д.б. ниже предельн рабоч температ ИС. В кач-ве охлажд-й жидк-ти исп-ся вода, фторорганические жидк-ти (фреоны), иногда масла, спирт.

В космосе конвекционные способы нельзя использ. В тепловых трубах исп-ся 2 физ-х эфф-та: 1) при испарении жидк-ти тепло отнимается и переносится паром; 2) капиллярный эффект; Такая труба вставл-ся в корпус прибора, в левой части вода испар-ся, а в правой – оседает в фильтре.

31. Расчет систем охлаждения теплопроводностью

Ф=-λS(dt/dx) – закон Фурье. λ – коэф теплопроводности. Плоскость (стенка) Q=(λ/b)S(t_СТ1‑t_СТ2)=(t_СТ1‑t_СТ2)/R_СТ=разность потенциалов/тепл сопротивл. R_T=b/λS. Выделяет тепло источник, поглощает сток.

t_СТ1=t_СТ2+Q(R_СТ1+R_СТ2+R_СТ3) – несколько стенок последоват стоят.

32. Расчет систем естественного и принудительного воздушного охлаждения

Естеств возд: 1) эффективность зависит от площади поперечного сечения; 2) коэф теплоотдачи зависит от плотности воздуха (плотнее воздух – эффективнее).

Важно правильно расположить элементы: нельзя располагать горизонтально; лучше, если есть в корпусе отверстия.

Ф=f(…)SΔt (все коэф в f взаимосвязаны). Для расчета используют номограммы. Зависит:

1) объем конструкции V=LBH; 2) коэф формы блока (более плоская конструкция лучше) К_Ф=Н/√V; 3) коэф заполнения (какую часть объема заним акт элементы).

Принудит возд: то же, но воздух движется принудительно. Отводится Q=C_PWΔt (С_Р – коэф теплоемкости по объему/массе, W – объем/масса). Из этой формулы получаем W (для принудит охлажд больше), и по этому значению выбираем вентилятор по справочнику.

(РИС)

33. Жидкостно-воздушные системы охлаждения ЭВМ