Лабораторная работа: Расчёт различных типов теплоотводов

Целью данной лабораторной работы является изучение методов расчёта теплоотводов для полупроводниковых приборов и приобретение практических навыков определения геометрических размеров пластинчатого радиатора для транзистора Д815 при заданных условиях эксплуатации.
1) Изучить физические основы процессов теплоотвода и теплопередачи;
2) Ознакомиться с конструкциями различных типов радиаторов;
3) Освоить методику расчёта пластинчатого теплоотвода при естественном воздушном охлаждении;
4) Выполнить расчёт геометрических размеров радиатора для транзистора Д815 (вариант 1);
5) Провести параметрический анализ влияния различных факторов на эффективность теплоотвода;
6) Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы.

Для выполнения расчёта заданы следующие исходные данные (вариант №1):
Характеристики радиоэлектронного устройства:
• Тип устройства: блок питания радиоаппаратуры;
• Режим работы: непрерывный;
• Вид охлаждения: естественное воздушное (конвекция + излучение);
• Ориентация радиатора: вертикальная.
Параметры полупроводникового прибора (транзистор Д815):
• Максимальная мощность рассеяния Pmax = 10 Вт;
• Максимальная температура перехода Tп = 100 °C;
• Тепловое сопротивление переход-корпус Rп-к = 2.0 °C/Вт;
• Контактное сопротивление корпус-теплоотвод Rк-т = 1.95 °C/Вт;
• Площадь контактной поверхности Sконт = 1.13e-04 м²;
• Тип корпуса: металлостеклянный.
Условия эксплуатации:
• Заданная рассеиваемая мощность P = 5.0 Вт;
• Температура окружающей среды Tос = 40.0 °C;
• Атмосферное давление: нормальное (760 мм рт.ст.);
• Скорость движения воздуха: 0 м/с (естественная конвекция).
Геометрические параметры теплоотвода:
• Высота пластины L = 80 мм;
• Толщина пластины δ = 3 мм;
• Длина пластины l — подлежит определению.
Теплофизические свойства поверхности:
• Материал радиатора: Дюралюминий Д16 анодированный;
• Степень черноты поверхности ε = 0.85;
• Коэффициент облучённости φ = 1.0;
• Коэффициент теплопроводности материала λ = 170 Вт/(м·К).
Таблица 3 — Исходные данные для расчёта