Лекция №3 Методика построения топологических тепловых моделей.

Топологическая модель обозначается в виде графов:

С учетом запаса тепловой нагрузки на элемент.

- предельная техническая температура, указанная в технических условиях.

Индуктивности в тепле нет!

При исследовании температурных полей РЭС наиболее распространенным является метод электроаналитической аналогии (ЭТА). Это связано с тем, что наиболее распространенным являются методы расчета электрических цепей.

Сущность метода ЭТА состоит в составлении эквивалентной электрической схемы, моделирующей явления теплопередачи (теплообмена) или аэродинамики в рассматриваемом объекте – модели теплового процессаимодели аэродинамического процесса (МАП) объекта, и расчете этой схемы методами, разработанными для сложных электрических цепей. Этот метод называют такжесеточным.

При этом изделие разбивается на условно изотермические объемы. В виде таких изотермических объемов можно представить, например, ЭРИ, элемент конструкции изделия, в котором необходимо определить температуру, воздушный объем внутри блока, окружающую среду, совокупность элементов изделия, весь блок РЭС, часть элемента и так далее. Разбиение зависит от конструкции рассчитываемого объекта, от требуемой точности расчета температур, от принятых допущений при рассмотрении процессов теплопередачи в изделии и так далее.

Выделенным условно изотермичным объемам ставят в соответствие узлы электрической схемы. Чем больше количество таких изотермичных объемов, тем точнее будет моделироваться истинное значение температур в изделии, но, с другой стороны, будет увеличена размерность получаемой электрической схемы.

Среди этих условно изотермичных объемов можно выделить объемы, находящиеся в тепловом взаимодействии. К ним можно отнести:

• граничащие объемы единого твердого тела (теплопроводность²);

• объемы, взаимодействующие через воздушные прослойки (свободная конвекция в ограниченном пространстве);

• объемы, находящиеся в лучистом теплообмене (излучение³);

объем твердого тела и объем окружающего его воздуха (конвекция⁴);

• контактирующие объемы двух твердых тел (контактная теплопроводность) и т.п.

Узлы электрической схемы, соответствующие взаимодействующим объемам, соединяются между собой электрическими сопротивлениями, которые моделируют тепловые сопротивления, соответствующие видам теплообмена между этими объемами.

Если в выделенном объеме рассеивается тепловая энергия, то в соответствующий узел электрической схемы включаетсяисточник тока.

Например, при выделении в качестве изотермического объема печатного узла, с рассеиваемой мощностью 15 Вт, в этот узел электрической схемы включается источник тока равный 15 А.

Если для выделенного объема известна его температура, то в соответствующий узел электрической схемы включаетсяисточник э.д.с., задающий эту температуры. Например, при

Аналогии:

Тепло	Электричество
Источник мощности	Источник тока
Тепловое сопротивление	электрическое сопротивление
Источник температуры	источник напряжения

Библиотека элементарных видов теплообмена (БЭВТО).

№ п/п	Тип ветви	Обозначение ветви в топологических моделях	Пояснение
	1		Заданное тепловое сопротивление
	2		Теплопроводность (кондукция), рассчитываемая в ЭВМ для участка конструкции
	11		Контактный теплообмен между двумя сопрягающимися поверхностями (обусловлен шероховатостью контактирующих поверхностей)
	16		Излучение с одной поверхности на другую поверхность или в открытое пространство.
	26		Естественная конвекция (ЕК) с поверхности 1 конструкции в омывающий его воздух (жидкость) 2
	51		Вынужденная конвекция (ВК)
	71		Тепломассоперенос
	101		Источник тепла с заданной мощностью, Вт
	111		Источник тепла с заданной температурой, С. Нуль – точка отсчёта температуры
	121		Постоянная теплоемкость

Варианты обозначений ветвей в разных подсистемах

ПИЛОТ	АСОНИКА-Т	АСОНИКА-Т	Триана

Внутреннее сопротивление транзистора задается в справочниках!

Определяющий размер для вертикальных поверхностей– это размер вертикальной поверхности.Определяющий размер для горизонтальной поверхности– это короткий размер.

Критериальное уравнение Нусельта. Критериальное уравнение Грасгофа. Критериальное уравнение Рандля. Критериальное уравнение Рейнольдса.

Коэффициент черноты – 0,8.