αт , αк , αл –коэффициенты теплопередачи кондукцией, конвекцией, излучением.
σт , σк , σл – проводимости λ- коэффициент тепропроводности материала
Sср –средняя площадь изотермической поверхности
Sср
= 0,3
( S1+
S2)
-передача тепла в изотропном твердом теле
l- расстояние между учавствующими в теплопередаче телами l=x2-x1
30
В этом случае процесс передачи описывается с помощью критерием Куссельта, число
Рейнольца и Проидтля. N
n
,
Р r ,R
e
;
Когда детали различных конфигураций находятся в принудительно воздушном потоке, их коэффициенты теплопередачи являются функцией числа Рейнольца.
α к=F(Re)
- длина пути воздушного
потока
-
хаотичное расположение деталей относительно воздушного потока.
l j
–длина
траектории потока для j-ой
детали.
S
j-площадь
теплоотдачи для j-ой детали.
31
-однородная стенка толщиной δ с коэффициентом
теплопроводности λ
S1- площадь гладкой поверхности
S2- ребристая из того же материала что и S1.
В кондуктивных системах охлаждения радиаторы выполняют функцию теплообменников. Тепловой поток с поверхности рёбер передаётся конвекцией и излучением. tс1 и tс2- температуры окружающей среды
tст1 и tст2 – температуры стенок
α1 и α2- коэффициенты теплопередачи излучением (α1) и конвекцией (α2).
При установившемся тепловом режиме количество тепла передаётся S1, равное количества тепла, отданной стенкой 2 в окружающее пространство.
Kp- коэффициент теплоотдачи ребристой поверхности
А) 
αл- лучевое εп- приведённая степень черноты
При теплообмене с неограниченными плоско-параллельными пластинами : ε1 ,ε2
Для замкнутого пространства:
S1
и S2-
площади тел
φ12- коэффициент взаимной облученности тела: показывает какая часть теплового потока, излучаемая 1 телом, поглощается 2ым.
φ12=1
Б) α2 определяется из критерия Куссельта
α2= αк
В реальных случаях при вынужденной конвекции αк принимают из критерия Грессгофа
Р=Кэ
Кр(
tс1-
tс2)
Кэ характеризует температурный переход по высоте ребра.
32
Поток охлаждённого воздуха протекает между поверхностью нагретой зоны 2 и кошуха 1 и тем самым осуществляет обдув нагретой зоны.
tз- температура зоны, t к- температура корпуса
Теплообмен в блоке происходит следующим образом:
Тепловой поток Р выделяемый элементами нагретой зоны(tз) разделяется на 2 составляющие потока Р1 и Р2: Р= Р1+ Р2 ; Р2=Р3+Р4
Р1-конвекция
передаваемая воздушному потоку
Р2-излучение на кожух блока
Р3-рассеивание в окружающей
Р4- уносится воздушным потоком
В тепловой схеме σзк- тепловая проводимость между нагретой зоной и кошухом
σзв- нагретая зана-воздух, σкс- кошух-среда , σкв- кошух-воздух
Р= σзв(
tз-
tв)+
σзк( tз-
tк)
σзк(
tз-
tк)=
σкс( tк-
tс)-
σкв( tк-
tв)
3 уравнение записывается в предположении что всё тепло кроме рассеиваемого в пространство расходуется на повышение теплосодержащего воздушного потока.
Р= σкс(
tк-
tс)+ω(
tвх-
tвых)
ω=Сvρ Ср
ω- условная тепловая проводимость воздушного потока
Сv- объёмный расход воздуха в системе охлаждения
ρ- плотность
Ср- удельная
теплоёмкость воздуха при tв
С
помощью этих уравнений можно определить tк,
tз,
tвых
Сложность
расчёта в том, что от температуры воздуха зависят тепловые проводимости. Все
решения проводят методом последовательных приближений. Есть задачи, когда
нагретая зона рассечена тепловыми каналами
33
Особенности конструкции РЭС с кондуктивными системами охлаждения.
Кондуктивные системы охлаждения основаны на контактном способе передачи тепла. Теплопроводность элементов входящих в кондуктивную цепь- главное.
Кондуктивная цепь передачи тепла:
1-источник тепла.
2-неразъемный тепловой контакт.
3-теплоотвод.
4-разъём.
5-теплообменник.
Эффективность тем больше, чем меньше тепловое сопротивление цепи теплопередачи.
В состав шины входят тепловые шины, контакты, теплообменник.
34
Структуру можно представить следующим образом:
τ1>τ2
В контакте тепло от нагретого тела передается теплопроводными
фактическими контакта- 1 и среды-2. Среда - вещество, которое заполняет
микронеровности. Эффективность теплоотдачи излучением ввиду малой разности
температур нагретых тел низка. Поэтому теплоотдачи излучением не учитываются.
Тепловое сопротивление контакта определяется:
где (σм+σк)=
σконт
σконт- теплопроводность контакта
Р- тепловой поток, проходящий через контакт
∆tк- разность температур; σм – тепловая проводимость металла
σк - тепло проводимость среды
σк определяют 2 методами:
1) Путём определения сопротивления фактического контакта
Rм.уд./ σc.уд. -определение σc.уд.
σc.уд. –удельная проводимость прослойки
-шероховатости
RА- более качественное определение шероховатости (после шлифовки)
2)Можно определить используя табличные данные
В таблицах приведены при удельном давлении в контакте 1000 H/см2 и Rz=20 –шероховатость (от сверла)
|
Материал контактных пар |
σуд [Вт/(м2×к] ×104 |
|
Cu-Al |
12,5 |
|
Cu- Cu |
10 |
|
Cu-Латунь |
5,5 |
|
Сталь-Сталь |
1,5 |
|
Me- стекло |
1,2÷6,0 |
σк= σуд×S
35
Тепловая труба- это испарительно конденсационное устройство, служащее для
передачи тепла и работающее по замкнутому циклу.
Представляет собой замкнутую вакуумную камеру(1), внутренняя поверхность которой(2) облицована каппильно-пористой структурой. Всё это заполнено смесивающей жидкостью.
Имеет 3 зоны: I-зона
испарения; II-транспортная; III-зона
конденсации
Для интенсивной теплопередачи зона конденсации снабжается теплообменником(3).
При подводе тепла к испарительной зоне, теплоноситель начинает испаряться,
далее пройдя испарительную зону, в зоне конденсации пара теплоносители
конденсируются с выделением тепла. За счет каппильного эффекта гравитации сил
жидкость охлаждается.
Каппильно-пористая структура тонкой Ме сеткой из стали, или стекловолокна.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.