Тепло и массообмен в РЭА с перфорированным корпусом

СОДЕРЖАНИЕ

Введение .................................................…………………………

1. Анализ исходных данных .................................. ……………..

2. Расчет тепловых режимов аппарата ......................…………..

2.1. Вычисление геометрических параметров ................………

2.2. Определение объемного и массового расхода воздуха ...…

2.3. Проводимость между воздухом внутри аппарата

и окружающей средой .................................………………..

2.4. Определение тепловых коэффициентов ..................……….

2.5. Определение перегревов и температур нагретой зоны

и корпуса аппарата……………………………………………

Заключение…………………………………………………………

Список используемых источников ..........................……………..

ВВЕДЕНИЕ Большинство радиотехнических устройств, потребляя от

источников питания мощность, измеряемую десятками, а иногда и

сотнями ватт, отдают полезной нагрузке от десятых долей до единиц

ватт. Остальная электрическая энергия, подводимая к аппарату,

превращаясь в тепловую, выделяется внутри аппарата. Температура

нагрева аппарата оказывается выше температуры окружающей среды, в

результате чего происходит процесс отдачи теплоты в окружающее

пространство. Этот процесс идет тем интенсивнее, чем больше

разность температур аппарата и окружающей среды.

Специалисты в области создания новых радиоэлектронных

аппаратов знают, что расчеты теплового режима аппаратов столь же

необходимы, как и расчеты, связанные с функциональным назначением

их.

Интуитивные методы проектирования РЭС и в частности реализация нормального теплового режима складывались годами. Такой подход в настоящее время оказывается не в состоянии обеспечить выбор в исключительно сжатые сроки безошибочных, близких к оптимальным решений.

Известно, что надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры сильно зависит от температуры окружающей среды. Для каждого типа элемента в технических условиях указывается предельная температура, при превышении которой элемент нельзя эксплуатировать. Поэтому одна из важнейших задач конструктора радиоэлектронной аппаратуры состоит в том, чтобы обеспечить правильные тепловые режимы для каждого элемента.

Целью данной курсовой работы является получение навыков теплового расчета на примере аппарата с перфорированным корпусом.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Дан аппарат с перфорированным корпусом. Размеры корпуса: L₁ = 500 мм; L₂ = 300 мм; L₃ = 490 мм. Размеры шасси: l₁ = 480 мм; l₂ = 200 мм; h = 120 мм. Перфорационные отверстия расположены по бокам корпуса по 12 с каждой стороны. Перфорационное отверстие показано на рисунке:

Рисунок 1. Перфорационное отверстие

Размеры отверстия: высота 10 мм, длина ( без полукругов ) 45 мм. Температура окружающей среды t_c = 26 ^оС. Мощность источников теплоты в аппарате Ф = 100 Вт. Внутренние поверхности аппарата покрыты эмалевой краской, коэффициент заполнения К_з = 32%.

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ АППАРАТА

2.1. Вычисление геометрических параметров

2.1.1. Среднее расстояние между отверстиями для подвода-отвода воздуха.

Используя исходные данные, получим:

h_ср = 100 + 150 + 100/3 ~ 117 мм = 0,117 м.

2.1.2. Суммарная площадь перфорационных отверстий.

Используя исходные данные находим площадь одного

перфорационного отверстия:

А_п = 45×10 + pR² = 450 + 3,14×5² = 528,5 мм² » 5,3×10^-4 м².

Используя исходные данные, определяем:

А_вх = А_вых = 12×5,3×10^-4 = 6,36×10^-3 м².

2.1.3. Площадь поверхности корпуса.

А_к = 2(L₁L₃ + L₂L₃ + L₁L₂); (1)

Подставляя известные величины в формулу (1), получим

А_к = 2(0,5×0,49 + 0,3×0,49 + 0,5×0,3) = 1,08 м².

2.1.4. Площадь поверхности омываемых воздухом деталей и шасси (нагретой зоны).

А_в = 2(l₁h + l₂h + l₁l₂); (2)

Подставив известные величины в (2), имеем

А_в = 2(0,48×0,12 + 0,2×0,12 + 0,48×0,2) = 0,36 м².

2.1.5. Площадь поперечного сечения порожнего аппарата, свободная для прохода воздуха:

А_ап = L₁L₃ - l₁h; (3)

Используя исходные данные, из (3) получим:

А_ап = 0,5×0,49 - 0,48×0,12 = 0,19 м².