Основы конструирования РЭС. CALS-технологии. Параметры и характеристики надежности, страница 11

В курсовой работе данный расчет необходимо проводить, если

t_с + Dt_кс + Dt_з > 50 °С.

Основная задача – определение параметров гидродинамического режима.

Определяем критерий Рейнольдса

, где

L – длина поверхности по направлению движения воздуха;

W – скорость воздуха.

Если Re > 4 10⁴, то режим турбулентный, если Re < 4 10⁴, то ламинарный, если Re = 4 10⁴, то переходный.

Указанные соотношения справедливы, если охлаждающий поток движется вдоль стенки.

В ЭА чаще встречается другая ситуация.

f_щ = h B – площадь щели

F_пл = B L

L – длина платы по направлению движения потока воздуха.

Если Re > 2,2 10³, то режим турбулентный, если Re < 2,2 10³, то ламинарный.

Турбулентный режим образуется вдоль шероховатой поверхности (т.е. ПП с ЭРЭ).

 - эквивалентный диаметр щели.

П = 2H + 2B – периметр щели.

Критериальное уравнение для стенки

Критериальное уравнение для щели

Требуемое условие охлаждения – обеспечение непревышения допустимой температуры наиболее критичного элемента.

,

,

ν – коэффициент кинематической вязкости; W – скорость.

, где

P_пл – мощность платы, примыкающей к щели;

F_пл – площадь омываемой поверхности платы;

;

t_доп – допустимая температура самого критичного элемента на плате;

t_вх = t_среды, t_вых задается.

α_необх – это требуемое значение коэффициента теплообмена, необходимое для обеспечения непревышения допустимой температуры критичного элемента.

Для проведения расчетов необходимо вычислить α_необх, высоту щели δ, а также задать t_вых.в.. Затем по таблице определяется необходимая скорость воздуха.

t = 30 °С				t = 40 °С
W м/с	δ=2 10-3 м	δ=4 10-3 м	δ=6 10-3 м	W м/с	δ=2 10-3 м	δ=4 10-3 м	δ=6 10-3 м
1
2
3	лам	лам	4,31
4	лам	лам	11,51
5	лам	12,68	17,45
6
7
8
9
10	14,4	36,6	430

Если значение в таблице найдено, то режим турбулентный, если нет – то ламинарный.

Расчет турбулентного режима

Для турбулентного режима требуемую скорость воздуха определяем из таблицы. Далее определяем максимальный расход воздуха на плату

J_пл = 3600 f_щ W γ [кг/ч], где

f_щ – площадь щели [м²];

W [м/с];

γ – плотность воздуха.

Определяем расход воздуха на блок

J_бл = J_пл N, где N – число плат в блоке

По известному расходу воздуха на блок можно выбрать вентилятор.

Проверка:

, где

P_бл – мощность блока [Вт];

C_p – удельная теплоемкость [Дж/(кг град)] (для воздуха C_p = 10³ Дж/(кг град)).

Если ошибка превышает 0,5 °С, то расчет повторить.

Расчет ламинарного режима

 – критериальное уравнение для щели

Определяем критерий Нуссельта:

.

Определяем критерий Грасгофа:

, где .

Определяем критерий Рейнольдса:

.

Т.к. => .

Далее расчет ведется как и при турбулентном режиме.

Расчет элементов несущих конструкций ЭА на механические воздействия.

Виды механических воздействий

1. Гармонические (вибрация).

2. Полигармонические (вибрация).

3. Ударные нагрузки.

4. Случайные (стохастические).

5. Перегрузки постоянного уровня (линейные перегрузки).

6. Акустические нагрузки.