report3 (Методы и отчеты по лабам РЭС)

7

Московский Государственный Авиационный Институт

(технический университет)

кафедра 404

Отчет по лабораторной работе № 2

по курсу “Конструирование РЭС”

“Исследование теплового режима микроэлектронного блока цифровой МЭА на МСБ”

Выполнили ____________________

____________________

____________________

____________________

Проверил____________________

Москва ________ г.

1. Цель лабораторной работы:

Целью лабораторной работы является изучение процесса теплообмена и методики исследования тепловых режимов, выявление связи показателей теплового режима с параметрами конструкции блока цифровой МЭА на бескорпусных микросборках.

2. Содержание задания.

Выполнить теоретическое и экспериментальное исследования теплового режима микроблока для заданного теплового потока и температуры окружающей среды. Произвести исследование зависимости показателей теплового режима микроблока.

3. Исходные данные

Таблица 1

Тепловой поток Р, Вт
Температура окружающей среды t, °C
Материал корпуса
Материал рамки ячеек
Размеры корпуса LX, LY, LZ, мм
Внутренние размеры корпуса L’X, L’Y, L’Y, мм
Размеры нагретой зоны lX, lY, lZ
Шероховатость в точке контакта ячеек с корпусом Rz, мкм
Степень черноты нагретой зоны eЗ
Размеры ребер a, b, L, мм
верхнего
бокового
нижнего
Количество крепежных винтов
Диаметр крепежных винтов, мм

4. Разработка тепловой модели микроблока.

Конструкция микроблока приведена на рис.1, где обозначено:

1- разъем, 2- корпус, 3- крепежные винты, 4- бобышки, 5- ячейки, 6- крышка корпуса.

Рис 1.

Тепло, выделяемое микросборками, теплопроводностью ФЯ передается на поверхность нагретой зоны, откуда излучением, теплопроводностью воздушных прослоек и элементов крепления - на корпус , с наружной поверхности корпуса - в окружающее пространство конвекцией и излучением..

Нагретую зону (пакет ФЯ) представляем моделью в виде однородного анизотропного тела, поверхности нагретой зоны и корпуса принимаем за изотермические.

Тепловая схема, отражающая процесс теплообмена, приведена на рис. 2.

Рис.2

На рисунке приняты следующие обозначения :

sкск , sксл - тепловые проводимости от корпуса к среде для конвективной и лучевой теплопередачи;

sзкв , sзкл , sзкт - тепловые проводимости кондукцией и лучеиспусканием через воздушные прослойки , кондукцией - через элементы крепления пакета ФЯ от нагретой зоны к корпусу;

sзо - тепловая проводимость между центром нагретой зоны и ее поверхностью;

tзо - температура в центре нагретой зоны;

tз ,tк - среднеповерхностные температуры нагретой зоны и корпуса;

tc- температура окружающей среды.

5. Выполнение расчетов на ЭВМ

1. Расчет температуры корпуса методом тепловой характеристики:

Предполагаемое значение перегрева Dt’к=________°C

Режим теплообмена: ___________________________

Рис. 3. Тепловая характеристика

Вычисленное значение перегрева Dtк=________°C

2. Расчет температуры поверхности нагретой зоны методом последовательных приближений.

Предполагаемое значение перегрева Dt’з=________°C

Точность вычисления d=________°C

Таблица 2

№ итерации	Dt’з, °C	sЗК ,Вт/°C	Dtз, °C
1
2
3

Вычисленное значение перегрева Dtз=________°C

3. Расчет температуры в центре нагретой зоны

Тепловые схемы нагретой зоны и формулы для расчета тепловой проводимости по осям координат:

Таблица 3

По оси X	По оси Y	По оси Z

При переходе к однородному изотропному телу за неизменный выбран размер по оси_______.

6. Результаты расчета теплового режима микроблока приведены в табл. 4:

Таблица 4

Показатели теплового режима	Значение
Расчетная среднеповерхностная температура корпуса tк, °C
Расчетная среднеповерхностная температура нагретой зоны tк, °C
Расчетная температура в центре нагретой зоны tзо, °C
Тепловые проводимости ячеек, Вт/°C
По оси X
По оси Y
По оси Z
Тепловые проводимости нагретой зоны, Вт/°C
По оси X
По оси Y
По оси Z

7. Расчетные зависимости показателей теплового режима микроблока от параметров конструкции.

Зависимости показателей теплового режима микроблока от параметров конструкции приведены на рис. 4

а)

б)

в)

Рис.4

8. Результаты экспериментального исследования теплового режима микроблока.

Установление температуры в центре нагретой зоны ( tзо ) и среднеповерхностных температур нагретой зоны (tз ) и корпуса ( tк ) от времени приведены в табл. 5:

Таблица.5

Время мин.	Датчики температуры и их показания ,о С
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60

Графики установления температуры в центре нагретой зоны (tзо) и среднеповерхностных температур нагретой зоны (tз) и корпуса (tк) от времени приведены на рис. 5:

рис.5

Из графиков рис.5 видно, что установление температуры в микроблоке наступает приблизительно через_________мин. прогрева блока.

Значения усредненных установившихся экспериментальных температур поверхности корпуса (tк), нагретой зоны (tз) и центра нагретой зоны (tзо):

tк=

tз=

tзо=

9. Оценка точности тепловой модели.

Оценка точности производится по формуле :

где t^э к, t^э э, t^э эо,- экспериментальные , tк, tэ, tэо - расчетные значения температуры центра нагретой зоны, поверхности нагретой зоны и корпуса .

Выводы:

Литература