Оценка теплового режима блока. Методы расчета тепловых режимов электронной аппаратуры. Размеры оснований нагретой зоны

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Московский государственный университет

приборостроения и информатики”

Вариант                  6

Сергиев Посад 2010 г.

Цель работы – освоить методы расчета тепловых режимов электронной аппаратуры (ЭА).

Исходными данными для расчета являются: размеры нагретой зоны, геометрические характеристики корпуса блока, выделяемая мощность.

В результате расчета находится перегрев кожуха t_к и нагретой зоны t_з ЭА относительно окружающей среды t_с.

Пусть имеем ЭА в виде параллелепипеда длиной L1, шириной L2, высотой H. На вертикально или горизонтально ориентированном шасси установлены детали, рассеивающие суммарную мощность. Шасси с деталями образуют нагретую зону высотой h3, расстояние между верхом и низом блока и шасси будет h1 и h2, степень черноты наружной поверхности блока E1, внутренней – E2.

Размеры оснований нагретой зоны L1 и L2.

Толщина прослоек между кожухом и нагретой зоны равна:

Общая площадь перфорационных отверстий Sp, Удельная мощность наиболее теплонагруженного элемента g=215 Вт.

Расчет проводится для нормального давления 101,3 кПа (760 мм рт.ст)

методом последовательного приближения.

В нулевом приближении температура кожуха составляет:

Вычисляем условие разницы температур кожуха и среды:

Запишем в виде программной конструкции Mathcad формулу конвективной составляющей теплопроводимости:

Определим лучистую составляющую тепловой проводимости:

Определим перегрев поверхности кожуха в первом приближении:

Определим погрешность первого приближения наших вычислений:

Полученное значение погрешности значительно превышает заданные по варианту 4 процента. Поэтому повторяем расчет перегрева:

Определим перегрев поверхности кожуха во втором приближении:

Определим погрешность второго приближения наших вычислений:

Второе приближение не дало требуемой точности. Поэтому повторяем расчет снова:

Определим перегрев поверхности кожуха в третьем приближении:

Определим погрешность третьего приближения наших вычислений:

Третье приближение дало требуемую точность, поэтому расчет считаем оконченным. Полученная погрешность третьего приближения укладывается в 4%, поэтому расчет прекращаем.

Реальная температура кожуха при этом составит:

В нулевом приближении температура нагретой зоны составляет:

Соответственно, перегрев зоны относительно окружающей среды составляет в нулевом приближении:

Конвективно-кондуктивные коэффициенты для воздушных прослоек составит соответственно верхней и нижней прослоек:

Приведенные степени черноты верхней и нижней поверхностей нагретой зоны равны:

Тепловая проводимость между нагретой зоной и корпусом составит:

Перегрев зоны в первом приближении составит:

Определим погрешность расчета перегрева зоны:

Погрешность первого приближения слишком велика, поэтому вычисляем второе приближение:

Погрешность второго приближения также велика.

Чтобы не загромождать  отчет, напишу сразу, что погрешность в результате вычисления пятого приближения составила меньше 4%, поэтому расчет можно считать законченным.

Температура нагретой зоны таким образом составит величину: