Тепловая модель блока.

Тепловая модель блока – упрощенное представление о распределении t поля в виде нагретой зоны и окружающего зону кожуха.

Уровень теплового баланса может быть представлен следующим образом:

₃, _к – коэффициент теплопередачи нагретой зоны и кожуха;

S₃, S_к – площади нагретой зоны и кожуха;

T_к, T₃ – температуры нагретой зоны и кожуха.

S_к =2ab+2(a+b)h

S₃ =2ab+2(a+b)hзK_зап

K_зап – коэффициент заполнения, характеризует насколько заполнен объем ЭРЭ.

V₃ – объем нагретой зоны

_к, _з- теплопроводность кожуха и нагретой зоны.

T₃T_{доп эрэ}

Тепловой анализ позволяет получить предварительные данные о системе охлаждения.

I - зона без вентиляции;

II - зона естественной вентиляции;

III - зона принудительной вентиляции.

Зная удельную мощность рассеивания q (плотность теплового потока) и разницу температур Т_З и Т_С ( Тз- температура нагретой зоны, Тс- температура окружающей среды) по графику можно определить тот или иной способ охлаждения. При разработке системы охлаждения необходимо:

1. Обеспечить эффективную циркуляцию воздуха между нагревающимися элементами с минимальными аэродинамическими потерями;

2. В вентилируемой области необходимо избегать закрытых участков;

3. Особо нагреваемые элементы необходимо снабжать радиаторами;

4. Наиболее чувствительные к перегреву элементы необходимо изолировать от воздействия теплового потока тепловыми экранами.

При значительном числе охлаждаемых блоков, поток охлаждающего воздуха делится на ряд параллельных потоков. Между источниками тепла и поверхностями охлаждения необходимо обеспечить надёжный тепловой контакт.

Способы охлаждения рэс

1. Естественное охлаждение. Естественное охлаждение применяется в аппаратуре с плотностью тепловых потоков от охлаждаемых поверхностей не более 0,05Вт/см² . Теплонагруженные элементы охлаждаются за счет естественной конвекции воздуха, теплопроводности и излучения. Метод охлаждения требует повышенного внимания к вопросам рациональной компоновки, то есть стремиться к равномерному распределению выделяемой мощности по всему объему аппаратуры. Компоненты с большими тепловыделениями необходимо располагать в верхней части аппаратуры или близ стенок, критичные к перегеву компоненты- в нижней части и (или) защищать тепловыми экранами. В целях выравнивания Т поверхности внутри блоков должны иметь высокую степень черноты. Различают три схемы охлаждения: эффективное охлаждение, когда воздух проходит через всю площадь поперечного сечения; схема с нормальным охлаждением и модель «тепловые трубы». Такая модель использует конденсационно-испарительный принцип. Внутри трубы находится пористый материал, пропитанный жидкостью. При нагреве жидкость продвигается по пористому веществу к радиатору. За счёт этого происходит интенсивный отвод тепла от охлаждённого блока.

2. Принудительное воздушное охлаждение

Принудительное воздушное охлаждение автономными вентиляторами практикуется в рамах и стойках аппаратуры с тепловыделениями не более 0,5Вт/см² .

В приточной схеме вентилятор ставится на входе охлаждающего воздуха, в вытяжной- на выходе, в приточно-вытяжной- на входе и выходе. В приточной схеме ( по сравнению с вытяжной) большая производительность. Приточно-вытяжная схема озволяет увеличить напор охлаждающего воздуха.

Выбор способа охлаждения

На выбор способа охлаждения влияют:

1. Режим работы аппаратуры;

2. Конструктивное исполнение;

3. Рассеиваемая мощность;

4. Объект установки;

5. Окружающая среда.

Режим работы аппаратуры бывает длительным, кратковременным, кратковременно-повторным и характеризует длительность включенного- выключенного состояний.

Длительный режим свойственен стационарной аппаратуре работой в течение многих часов, кратковременный- бортовой и не превышает нескольких минут.