РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЯ

8 РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИЯ

8.1 Компоновочный расчет блоков РЭС

Выбор компоновочных работ на ранних стадиях проектирования позволяет рационально и своевременно использовать или разрабатывать унифицированные и стандартизированные конструкции РЭС. В зависимости от характера изделия (деталь, прибор, система) будет выполняться компоновка различных ее элементов. Основная задача, которая решается при компоновке РЭС, - это выбор форм, основных геометрических размеров, ориентировочное определение веса и расположение в пространстве любых элементов или изделий РЭС. На практике задача компоновки РЭС чаще всего решается при использовании готовых элементов (деталей) с заданными формами, размером и весом, которые должны быть расположены в пространстве или на плоскости с учетом электрических, магнитных, механических, тепловых и др. видов связи.

Методы компоновки элементов РЭС можно разбить на две группы: аналитические и модельные. К первым относятся численные и номографические, основой которых является представление геометрических или обобщенных геометрических параметров и операций с ними в виде чисел. Ко вторым относятся аппликационные, модельные, графические и натурные методы, основой которых является та или иная физическая модель элемента, например в виде геометрически подобного тела или обобщенной геометрической модели.

Основой всех методов является рассмотрение общих аналитических зависимостей. При аналитической компоновке мы оперируем численными значениями различных компоновочных характеристик: геометрическими размерами элементов, их объемами, весом, энергопотреблением и т.п. зная соответствующие компоновочные характеристики элементов изделия и законы их суммирования, мы можем вычислить компоновочные характеристики всего изделия и его частей.

Но так как при этом методе требуется выполнение множества математических операций, мы в дальнейшем расчете будем пользоваться номографической компоновкой [14]. При этом методе компоновки мы будем использовать предварительно вычисленные значения компоновочных параметров элементов.

Исходными данными является перечень элементов схемы электрической принципиальной, необходимые типоразмеры и установочные размеры ЭРЭ: установочный объем и установочная площадь. Необходимые данные сведены в табл. 8.1 и табл. 8.2

Данные результаты вычислений nV_i , nS_i , nM_i , которые получены с помощью номограммы [14], перепишем в порядке возрастания, затем с помощью схемы (см. рис.8.1, 8.2, 8.3) получим суммарные показатели объема, площади и массы разрабатываемой конструкции блока интерфейсных адаптеров.

Таблица 8.1 - Численные и зашифрованные значения установочных объема и площади ЭРЭ проектируемой конструкции согласно номографической компоновки

Таблица 8.2 - Численные и зашифрованные значения установочной массы ЭРЭ проектируемой конструкции согласно номографической компоновки.

А6 А12

А6 Б1,5

А9 А18,5

А15 Б12

А15  Б1

А15 Б9

А18 Б4,5

А19 В18

Б5 Б11  

Б6 В4

Б7 В2

В1 В17,5

В5 В14 Д10

В10 В15,5

В13 В0,5

В16

В18 Г11

Г9 Д7

Д6

Рис. 8.1 Схема результатов вычисления суммарного упаковочного объема.

А14 Б0,5

А15 Б8

А17 Б3,5

А18 Б19

А19 Б6

Б1 Б16

Б5 Б13

Б9

Б11 В2,5

Б20 Г1

В8 В20

В18 Г15

В15 Г1

В15 Г13

Г1 Г10,5 Д7

Г7

Г7 Г14

Г9 Д5

Д3

Рис. 8.2 Схема результатов вычисления суммарной площади.

А19 Б6

Б1 Б14,5

Б1 Б10,5

Б7 В5

Б8 Б14,5

Б9 В2

Б11 Б17

Б11 Г19

Б17  В12,5

В11 Г6

В17 Г4,5

В20 Г18

Г1 Г7  Д6

Г1 Г15

Г4 Г11

Г6

Г11 Д1

Г17

Рис. 8.3 Схема результатов вычисления суммарной массы.

Полученное значение площади 2000см², а масса - 1800г. Из конструктивных соображений выберем коэффициент заполнения по объему равным 0,6. По номограмме 3 [14] определяем реальный объем, он равен 5300см³.

По номмограмме 4 [14] получим расчетные габаритные размеры корпуса: длина - 0,24м, ширина - 0,15м, высота - 0,14м. Т.к. конструктивно блок интерфейсных адаптеров предусматривает расширение, то есть подключение, при необходимости, дополнительных интерфейсных адаптеров, то из конструктивных соображений выбираем следующие габаритные размеры корпуса: (0,483х0,295х0,264)м.

Полученные значения габаритных размеров полностью соответствуют заданным в техническом задании.

8.2 Расчет теплового режима

На основании расчетов проведенных в п. 7.1 был выбран тип тип корпуса разрабатываемого блока интерфейсных адаптеров: перфорированный с естественным охлаждением.

Исходными данными для проведения последующего расчета теплового режима является:

-       K_з- коэффициент заполнения по объему 0,6;

-       суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт 30;

-       давление окружающей среды, кПа 87;

-       давление внутри корпуса, кПа 87;

-       габаритные размеры корпуса, м 483х0,295х0,264;

-       допустимая температура корпуса наименее

теплостойкого элемента, °С 70;

-       плотность теплового потока, проходящего

через поверхность теплообмена, Вт/м² 56,4.

Расчет проведем для двух случаев:

1. Температура окружающей среды равна (24°С) 297 К;

2. Температура окружающей среды равна максимальной рабочей температуре (по УХЛ 4.2 +40°С) 313 К.

Методика расчета теплового режима блока РЭС в перфорированном корпусе.

1.             Рассчитывается поверхность корпуса блока:

, (8.1)

где:

L₁, L₂ - горизонтальные размеры корпуса, м;

L₃ - вертикальный размер, м.

2.             Определяется условная поверхность нагретой зоны:

, (8.2)

где:

k_З - коэффициент заполнения корпуса по объему.

3.             Определяется удельная мощность корпуса блока:

, (8.3)

где:

Р - мощность, рассеиваемая в блоке.

4.             Определяется удельная мощность нагретой зоны:

, (8.4)

5.             Находится коэффициент ?₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока:

 (8.5)

6.             Находится коэффициент ?₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:

 (8.6)

7.             Определяется коэффициент К_Н1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока:

, (8.7)

где:

Н₁ - давление окружающей среды в Па.

8.             Определяется коэффициент К_Н2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока:

, (8.8)

где:

Н₂ - давление внутри корпуса в Па.

9.             Рассчитывается суммарная площадь перфорационных отверстий:

, (8.9)

где:

S_i - площадь i-го перфорационного отверстия.

10.           Рассчитывается коэффициент перфорации:

. (8.10)

11.          Определяется коэффициент, являющийся функцией коэффициента перфорации:

. (8.11)

12.          Рассчитывается перегрев корпуса блока:

. (8.12)

13.          Определяется перегрев нагретой зоны:

. (8.13)

14.          Определяется средний перегрев воздуха в блоке:

. (8.14)

15.          Определяется удельная мощность элемента:

, (8.15)

где:

Р_ЭЛ - мощность, рассеиваемая элементом, температуру которого требуется определить;

S_ЭЛ - площадь поверхности элемента омываемая воздухом.

16.          Рассчитывается перегрев поверхности элементов:

. (8.16)

17.          Рассчитывается перегрев среды, окружающей элемент:

. (8.17)

18.          Определяется температура корпуса блока:

, (8.18)

где:

Т_с - температура среды окружающей блок.

19.          Определяется температура нагретой зоны:

. (8.19)

20.          Определяется температура поверхности элемента:

. (8.20)

21.          Определяется средняя температура воздуха в блоке:

. (8.21)

22.          Определяется температура среды, окружающей элемент:

. (8.22)

Результаты расчета сведены в табл.8.3

Таблица 8.3

Результаты теплового расчета

Перегрев корпуса менее теплостойкого элемента 12,4?C. Максимально допустимый перегрев элементов 30?C. Из анализа полученных результатов заключаем, что при заданных условиях условиях эксплуатации разрабатываемой конструкции блока интерфейсных адаптеров обеспечивается нормальный режим, т.е. рабочие температуры не превышают предельно допустимых величин, таким образом подтверждается правильность выбора типа корпуса (перфорированный) и способа охлаждения (естественный).

Похожие работы

Разработка блока управления электромеханическим замком

Скачать

129657

12

1

... . Подставляя значение Н в (8.6), получим м. Округляем значение до L = 0,135 м. Полученные значения размеров ЛП соответствуют размерам корпуса блока управления электромеханическим замком, полученным в результате компоновочного расчета   9 Мероприятия по защите от коррозии, влаги, электрического удара, электромагнитных полей и ...

Накопители на жестких дисках

Скачать

74754

2

0

... загрузочные сектора жестких дисков. Физическое и логическое подключение жестких дисков Какие же необходимо подключить разъемы и установить перемычки и другие операции при физической установке накопителя на жестких дисках? Это - интерфейсный шлейф, кабель питания, перемычки выбора статуса логического устройства и, возможно, индикатор состояния устройства (обращения к устройству), а также ...

MB Pentium 2

Скачать

66042

4

1

... -первопроходцами от фирмы Intel, а другие фирмы в своих процессорах выдерживают совместимость с этими сокетами. В настоящее время определены сокеты типов с 1 по 8, а для процессоров Pentium II - слот 1. Типы сокетов для процессоров 4, 5 и 6 поколений: Тип Кол-во выводов Матрица Питание, В Поддерживаемые процессоры Сокет 1 168/169 17*17 PGA 5 486 ...

Интерфейсные БИС, параллельный и последовательный в (в, сопроцессор в) (в, наиболее известные БИС, Модемы, протоколы обменами данных. WinWord)

Скачать

68936

5

0

... и доступен для чтения и записи со стороны ЦП. С помощью этого регистра осуществляется обмен данными между контроллером и ЦП, а также служебной информа­цией — загрузкой команды и чтением из регистров состояний и указателей. Запись и чтение служебной информации осуществляется в определенной последовательности, в соответствии со структурой команд. Основной регистр состояния RS доступен только для ...