Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры (1984) (1092053), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Теплоотдающая поверхность равна сумме поверхностей всех тепловыделяющих деталей конструкции, расположенных в соответствующем отсеке, и поверхности шасси, свободной от деталей в этом отсеке: Ям =Бы+Я;; (6-98) при этом (6-99) (6-!00) где пн — число элементов конструкции в рассматриваемом отсеке блока; 5; — теплоотдающая поверхность тепловыделяющего элемента, м', ЛЯ; — часть площади шасси, занимаемая тепловыделяющим элементом„м', а — длина шасси, м; Ь вЂ” ширина шасси, м. Расчет коэффициента теплоотдачн внутренних поверхностей блока. Коэффициент теплоотдачи можно найти из критериального уравнения для теплоотдачи тел, омываемых поперечным потоком воздуха.
Для аначений критерия 34В Рейнольдса 10 с.йее 10' критериальное уравнение имеет внд 1Щ = 0,8)/тсеп, где йе! =)71'/и; Хц! =сз1Ъ Решая относительно а, для областей над и под шасси получаем (6-101) (6-102) 4 !1 !! а+Ь 1! !! ':, рнс. 6-27. Опрсде!!нютций размер тел различной формы: а — пластина; и†цилиндр; и†параллелепипед 349 где ). — теплопроводность воздуха, Вт/(м К); и — кинематическая вязкость возуха, м'/с; 1~! — обьемный расход воз- ~~;;:!-, духа через т-й отсек, м'/с; 1'! — средний определяющий размер элемента конструкции, м; и! — площадь поперечного сечения канала, по которому проходит воздух в з-м отсе- Величина 1; определяется выражением ма Ь!Я!.
т==! ! ~ят т=! где 1,. †дли пути воздуха по поверхности 1-го элемента -'р! конструкции, м (рис. 6-27); 57 — площадь поверхности элемента конструкции,м', В выражении (6-102) скорость воздушного потока представлена приближенно как и = )тт/Р!. (6-104) Величина Р! определяется как средневзвешенная по параметру 1'! (6-106) где (6-108) ь„ Р!! =- Роя + 0 й 168!! ~ !1ъ (6-106) —.-. ! и В этом выражении Р„и Р,„— площадь среднего и наи- меньшего сечения для прохода воздуха в р-м ряду элемен- тов конструкции; а! — число рядов в одном отсеке; А„— число элементов конструкции в р-м ряду; !(,„ †диаме торца ч-го элемента конструкции; г! и 1* — средневзвешен!! ные в пределах 1!-го ряда высота элементов конструкции и длина траектории воздуха по теплоотдающей поверхности, определяемые выражениями !!!! ти — ' (6-107) ЬЯ, э „=1 ~ч; 1„'~х, 1=' !'!! ~ч";1 Я Ъ=! В формулах (6-107) и (6-108)' А„— число элементов конструкции в р-м ряду; Ь, — высота т-го элемента конч! струкции в р-м ряду.
Расход воздуха через рассматриваемый отсек можно считать пропорциональным площади Р!! (6-109) Р!+ Р, Тепловая проводимость о„между нагретой зоной и ко- жухом определяется интенсивностью лучистого теплообме на между этими поверхностями: (6-112) Сга и = иск п Я, л, (6 ИО) где Яа и — площадь теплоотдающей поверхности, находящейся в лучистом теплообмене с кожухом; оси — коэффициент лучеиспускания, который в нашем случае рассчитывается по формуле ~з.л — еп.и.и ! (1 и (и). (6-111) Теплоотдающая поверхность нагретой зоны определяется как поверхность тела, составленного нз двух усеченных пирамид и пластины между ними (рис. 6-28). Размеры $::;„.'..
пластины равны размерам шасси. Высоты й! и йи усеченных пирамид определяются как средневзвешенные высоты элементов конструкций, расположенных соответственно по одну и по другую сторону шасси. !и! ~Ь, Л.Ч3 ! — — ! lг! == ~ Д83 !.= 1 где й! — высота 1чго элемента конструкции в гчм отсеке, м; Л5; — площадь основания )иго элемента конструкции в г-м отсеке, и', пт! — число элементов конструкции, смонтированных на г-й стороне шасси. Площади верхних оснований пирамид равны сумме площадей торцевых поверхностей деталей, установленных на ';:";-;:,'... шасси (на рис. 6-28 эти площади показаны штриховыми ",:::-;.:: линиями).
Рис. 8-28. Сиона пагрстой вовы при расчете коаффнписита лучсиспуска- иии 351 Тепловая проводимость между кожухом и воздухом определяется выражением сса = ссаз хвс + сава абаз лз где 3, — полная поверхность нагретой зоны, омываемая воздухом (яз =Бас+Язв), ма. Последовательность расчета тепловых характе блока. Тепловая проводимость илз между кожухом ружающей средой рассчитывается по обычной ме для одиночного блока при естественном охлаждении метичный кожух) . В результате определения тепловых проводимост пользуя выражения (6-92), (6-93) и (6-96), можно вить систему уравнений, из которой определяются ратуры нагретой зоны и кожуха: Р + с"а св (св Сс) + ссз.л 8в.л 1)л )с) ссз 8а + ссз.л За, л — — (Ра — сс,лЯ,л(1,— 1в) + сса зв(1в — (в)); '"а 8л (6-114) ристик и октодике (герей„ис- соста- темпе- (6-! 16) (6-113) где асса — коэффициент теплообмена междУ кожУхом и воздухом внутри блока; 5„— площадь внутренней иоверхности кожуха.
При вычислении площади кожуха 5, его поверхность считают замкнутой, т. е, не имеющей входных и выходных отверстий, Допускаемая при этом ошибка в определении 1з невелика, так как при определении тепловой проводимости азл считали, что на кожух попадает все тепло, излучаамос нагретой зоной, и не рассматривали особенности лучистого теплообмена в области отверстий. Если температура воздуха в блоке вблизи входа примерно равна температуре среды, то средние значения темиератур 1, и 1, получаются почти одинаковыми и тепловой поток между кожухом н протекающим через блок воздухом (пролорциональный разности этих температур) составляет малую долю тепловых потерь нагретой зоны.
Поэтому им можно пренебречь и величину нв, принять равной средневзвешенному значению коэффициентов теплообмена нагретой зоны (6-116) (6-!17) Р =- Р„+ 2сз(1, — 1,„); со = рс„)см 352 !::;-тде Р„=он, (1„— Г,)' — тепловой поток, рассеиваемый наружной поверхностью кожуха, Вт. Плотность воздуха р во втором равенстве (6-117) долж.;: на соответствовать температуре, при которой определен ,„::::- расход Рь Интенсивность теплообмена между нагретой зо'..':.
ной и кожухом в основном определяется конвективным ко!:;,;. эффициентом теплоотдачи а,, который в рабочем диапазоне ',";!':.температуры от нее практически не зависит, и тепловые ха':;: рактеристики блока при общей вентиляции получаются 'хг.';: линейными. В условиях увеличения интенсивности теплообмена за счет принудительного движения воздуха через блок тепловые характеристики И,=~~(Р) и М,=ЯР) все бо,;"~~„::; лее приближаются к линейной зависимости. Если темпера.
*':,.'- тура воздуха на входе в блок равна температуре окружающей среды, то для построения тепловой характеристики достаточно рассчитать одну ее точку, а второй точкой будет служить начало координат. Для расчета точки тепловой характеристики задаются температурой кожуха 1'„и определяют в первом приближении температуру нагретой зоны 1,'. '3 — 1е = З (1к — 'с). Затем по методике, приведенной ранее, определяют тепловую проводимость а ., и рассчитывают тепловые по:;~~:;;;::; терн Р, наружной поверхности кожуха. По формулам (6-102),(6-111) и (6-114) определяют конвективную и лучи- $ ".ж",,:::стую составляющие коэффициента теплоотдачи нагретой :„:-;' зоны.
По формулам (6-!16) и (6-115) рассчитывают средь '; нюю температуру воздуха внутри блока г, и рассеиваемую '-«;::, нагретой зонои мощность Р. Если температура нагретой зоны 1,*, рассчитанная по :; '~; выражению (6-115), имеет значительное (более 1О з~з~)' рас', с' хождение с температурой Г,', то проводят расчет во втором приближении. При этом температуру кожуха принимают Равной Ранее выбРанной (п =г ~, а температуру нагре, той зоны берут 1п =О,5 (1,'+1,* ) и проводят расчет заново. Если полученная температура кожуха или нагретой во;;;-~ .:!.;;ны оказывается выше допустимой, то задаются другим ,',;-'~-'-значением расхода воздуха и повторяют расчет в той же ",„'::;. последовательности. Мощность вентилятора определяется ::::'производительностью и напором воздуха, который обеспе,...::чивает вентилятор.
Расход воздуха (производительность) 23 — 690 зя Ьр, †-- 4,9$,р роз — , ивкв где р — гдлотность газа при средней температуре потока, кг/мз; и — средняя скорость газа, м/с; 1 — длина рассмат- риваемого участка, м; и'„, — эквивалентный диаметр ка- нала, м; $,р — коэффициент потерь на трение. При ламинарном изотермическом течении, когда Ке<2300, $,р — — А/Ке'м; коэффициент А для различных ти- пов проходных сечений приведен в приложении (табл„ ПЗ-1).
При турбулентном течении, когда число Рейнольдса больше 2300, но меньше 10з, $,р — — 0,316/Ке~дз. При значе- ниях числа Рейнольдса Ке=10' —:1Оз имеем 5,р — —.. 0,032+ йе~' Полное аэродинамическое сопротивление, оказываемое блоком проходящему воздуху, находят как сумму потерь на трение и местных потерь: Лр = ЛР, + Хсър„, Определив полное аэродинамическое сопротивление и зная расход воздуха, можно найти мощность двигателя (в 354 (6-119) задается в процессе теплового расчета, а требуемый напор будет определяться сопротивлением воздушному потоку, которое оказывает блок при прохождении заданного количества воздуха. Для определения аэродинамического сопротивления блока необходимо произвести аэродинамический расчет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
