Полномасштабный тренажер БЩУ энергоблока ВВЭР. Необходимость проведения модернизации полномасштабного тренажера, страница 11

e_r=0,5e_п,=0,5 × 6 = 3;   (30)

Определяем взаимные емкости параллельных проводников на печатной плате:

    (31)

Определяем взаимную индуктивность в параллельных проводниках печатной платы:

     (32)

С=0,07 (пФ);

    (33)

М= 0,8603861 (мГн);

Вычисляем сопротивление изоляции между проводниками активной и пассивной линий связи:

R_и=r×d / l= 5×10¹⁰×0,15 / 0,07=1,07142×10¹¹  (Ом)   (34)

Определим действующее напряжение помехи на входе микросхемы К555 в режиме логического “0”.

U⁰_вых=Е₀ / (R⁰_вх + R⁰_вых) ×[ (R⁰_вх ×R⁰_вых) / ( (R⁰_вх ×R⁰_вых) /

/ (R⁰_вх+R⁰_вых) + (R_и/(1+j2pf_CR_и))--j2pfM(R⁰_вых/R⁰_вх)] =

= 3,4/(500+50)[(500×50)/(( 500×50)/( 500+50)+

+(1,07×10¹¹/(1+j2p10⁵×0,07×10^-12×1,07×10¹¹))-j2p×0,08×10^-3(50/500)=

=1,45×10^-9+j6,47×10^-6 = 1,497891×10^-9 (В)    (35)

Сравниваем действующее напряжение с помехоустойчивостью микросхемы. Для К555 серии U_п=0,4 В. Следовательно действие помехи не приведет к нарушению работоспособности модуля.

3.10. Р а с ч е т    т е п л о в о г о    р е ж и м а

Модуль электронной аппаратуры второго уровня и выше, например блок, представляет собой сложную систему тел с множеством внутренних источников теплоты. Поэтому при расчете тепловых режимов модулей используют приблизительные методы анализа и расчета. Целью расчета является определение нагретой зоны модуля и среды вблизи поверхности ЭРЭ.

Конструкцию РЭА заменяем ее физической тепловой моделью, в которой нагретая зона представляется в виде параллелепипеда, имеющего среднеповерхностную температуру to и рассеиваемую тепловую мощность Ро. Большая часть РЭА имеет блоки разъемной конструкции с плотной компановкой. В зависимости от ориентации модулей 1-го уровня и величины воздушных зазоров между ними различаяют три группы конструкций по характеру теплообмена в них.

Расчитаем удельную поверхностную мощность корпуса модуля q_k

    (36)

где S_k - площадь внешней поверхности модуля.

   (37)

Задаемся перегревом корпуса модуля Dq_k=10^°C, и определим мощность которая рассеивается модулем в виде теплоты Ро.

    (38)

Коэффициент лучеиспускания модуля:

    (39)

где e=0,39 - степень черноты наружной поверхности корпус выполненного из алюминия (Д16);

Число Грасгофа  для каждой поверхности корпуса:

    (40)

где L_опр- определяющий размер поверхности корпуса,

b=(t+273)^-1- коэффициент объемного расширения газов,

t=t₀+0,5Dt_k,     (41)

g=9,8 м×с² - ускорение свободного падения,

n - 15,06×10³ м²/c - кинетическая вязкость воздуха.

Режим движения воздуха, обтек ающих каждую поверхность корпуса GrPr где Pr=0,702 - число Прандетля.

GrPr=0,540944

GrPr <5×10² - значит режим переходный к ломинарному. Коэффициент теплообмена конвекций для каждой поверхности корпуса модуля:

   (42)

a_кв=3,8143×10^-7

a_кб=5,499×10^-7

a_кн=7,0837×10^-7

где L=2,65×10² Вт/м.К - теплопроводность воздуха,

N- коэффициент, учитывающий ориентацию поверхности корпуса:

N=0,7- для нижней поверхности,

N=1- для боковой поверхности,

N=1,3- для верхней поверхности,

Тепловая проводимость между поверхностью корпуса и окружающей средой:

s_к=(a_к.н.+ a_л.н.)S_н.+(a_к.б.+ a_л.б.)S_б+(a_к.в.+ a_л.в.)S_в.=0,321511    (43)

где S_н., S_б., S_в.- площади нижней, верхней и боковой поверхностей корпуса соответственно:

S_н=S_в=L₁ L₂=0,08925 (м²)   (44)

S_б=(L₂ L₃) 2=0,0735 (м²)   (45)

Расчитаем перегрев корпуса во втором приближении:

   (46)

где К_к.п.- коэффициент зависящий от коэффициента перфорации корпуса модуля К_п;

К_п1- коэффициент учитывающий атмосферное давление окружающей среды. Коэффициент перфорации определяется как отношение площади перфорационных отверстий S_п к сумме площадей верхней и нижней поверхности корпуса.

Проверяем ошибку расчета:

d=(Dt_k.o.-t_k)/Dt_k.o=0,033456   (47)

Если d<0,1 то расчет можно считать законченным.

Температура корпуса блока:

t_r=t₀+Dt_k.o=30,346141   (48)

На этом расчет теплового режима модуля окончен. По результам расчета делаем вывод, что аналого-цифровой модуль может эксплуатироваться при t_о.с. от 20 до 25 при естественной вентиляции.