Главная  Классификация радиоэлектронной аппаратуры 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [ 23 ] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

зуются в возимой и стационарной РЭА с небольшим числом теплонагруженных элементов.

Общее принудительное воздушное охлаждение целесообразно для устройств,-в которых большая часть элементов конструкции имеет примерно одинаковые тепловые нагрузки.

Приточные вентиляционные системы позволяют создать хороший воздушный напор, но избежать аэродинамических теней и застойных зон не во всех случаях удается.

По способу подачи воздуха системы общей вентиляции делятся ,на приточные и вытяжные. В приточных системах воздух, предварительно очищенный в фильтре, подается вентилятором в блок. При-этом внутри блока соз-

ооооо

[ ОО ООО (О ООО о о I ОО OOGv

соЬос о



Рис. 4-8. Система местного принудительного охлаждения

/ - субблоки; 2 - экран; 3 - кожух; 4 - вентилятор; £ - охла>кдаемый элемент; 6 - фильтр

Рис. 4-9. Схема приточно-локальной системы охлаждения РЭА

распределяющие воздух по эле-" - - блоков по ходу воз-

/ - решетки,

ментаМ: блоков; 5 - ряды

духа; 3 - местные воздуховоды; 4 - перегородка, разделяющая смелгнйе блоки; 5 - охлаждаемые элементы большого гидравлического сопротивления; е - кожух стойки; 7 - открылки для регулировки рабоч.его сечения окна; 8 - отверстия общего воздухообмена блоков; в - патрубок для .локальной подачи воздуха; 10 - воздухораспределитель; 11 - отверстия локальной подачи воздуха

дается избыточное давление, которое препятствует проникновению необес-пыленного воздуха внутрь блока.

В вытяжных системах нагретый воздух засасывается вентилятором из блока и выбрасывается наружу. Здесь вентилятор работает в неблагоприятных условиях, так как через него проходит нагретый воздух. Вытяжная вентиляционная система дает возможность значительно улучшить равномерность обтекания воздухом всех элементов конструкции. Однако для создания необходимой производительности для такой системы требуются и более мощные, вентиляторы (на 30-40%).

В случаях, когда не удается обеспечить снижение температуры с помощью принудительно-воздушного охлаждения, прибегают к жидкостному и испарительному охлаждению. Эти способы охлаждения рассматриваются в § 4-6.

Общая схема отвода теплового потока показана на рис. 4-10. Здесь конструкция рассматривается в виде физической модели, в которой шасси с нагревающимися элементами представляется нагретой .зоной с изотермической поверхностью 5„.з, имеющей температуру 4.3. Как видно из рис. 410, тепловая мощность, выделяемая в нагретой зоне, передается через ограниченный объем 2 и по элементам крепления 3 к кожуху 4, а от кожуха - в окружающую среду 5. На своем пути тепловой поток будет встречать сум-



марноетепловое сопротивление/?л = + /?а + /?з, где, согласно рис. 4-11, Rl является сопротивлением тепловому потоку на пути от нагретой зоны к кожуху и состоит из двух параллельно включенных сопротивлений: Ri - за счет конвекции в ограниченном пространстве (характеризуется конвек-ционно-кондуктивным коэффициентом k) к Rl - за счет лучеиспускания; Rz - кондуктивное сопротивление кожуха; Rg - сопротивление тепловому потоку при его распространении от наружной поверхности кожуха в окружающую среду. Это сопротивление R состоит из двух параллельно включенных сопротивлений: Ra - обусловленного конвекцией н Ra - лучеиспусканием.

Основные формулы теплопередачи и их физический смысл приведены в табл. 4-1, где приняты следующие обозначения:

Кожух

>и.з

гН "I-1

Р Среда

Рис. 4-10. Общая схема отвода тепло-вого\потока в конструкции РЭА

Pi5C. 4-11. Эквивалентная схема сопротивлений тепловому потоку

1 - нагретая зона (шасси с элементами);

2 - ограниченная внутренняя o(i;7acTb блока, заполненная газом или жидкостью;

3 - элементы крепления шасси к кожуху;

4 - кожух; 5 - наружная среда

Р - мощность тепловых потерь, вт; «к - коэффициент теплоотдачи конвекцией, вт/{м-град); t, -температура нагретой и холодной поверхности, "С; S - поверхность, ж; S, Sg - поверхности нагретого и холодного тела, м; -приведенная степень черноты; фг - коэффициент взаимной облученности тел 1 и 2; X. - коэффициент теплопроводности, ет1{м-град); б - толщина прослойки, м; L - определяющий размер, м; ti, Гз - внутренний и наружный радиусы цилиндра, м; р - коэффициент объемного расширения, Ijepad; g - ускорение силы тяжести, м/сек; v - кинематическая вязкость, м-сек~; а - коэффициент температуропроводности, м-сек; if. - температура окружающей среды, °С; N - коэффициент, учитывающий ориентацию нагретой поверхности; а - коэффициент конвекции при вынужденном движении среды, вт/{м -град); 1, 1 - геометрический размер поверхности, м; I - длина пути охлаждающего потока вдоль нагретой поверхности, м; v - скорость движения среды, м1сек; е, 82 - степень черноты первого и второго тела; индекс т означает, что теплофизи-ческие параметры берутся при средней температуре нагретого тела и окружающей среды; индекс / означает вынужденное движение среды.

Рассмотрим общий случай расчета теплового режима моноблочной РЭА, в которой происходит конвекция, лучеиспускание и отвод тепла с помощью протекающей жидкости (рис.4-12) [17 ]. Для начала предположим, что кожух не имеет жалюзи и перфораций, т. е. отсутствует отток теплового воздуха из внутреннего объема.

Поверхность нагретой зоны представим как изотермическую. Это допущение обязывает считать, что все источники тепла в нагретой зоне распределены равномерно.

Будем считать, что известна суммарная мощность Р источников энергии, задана температура 4 окружающей среды и температура tf втекающей жидкости, известны все геометрические размеры конструкции РЭА.



Осяоввые формулы теплопередачи [17]

Таблица 4-1

Определяемая величина

Формула

Теплоотдача конвекцией

Рк = с„(-У5 (4-1)

Теплопередача лучеиснусканием

Рл =

Теплопередача кондукцией через плоскость толщиной б

Тепловое сопротивление плоской стенки толщиной б площадью S

Тепловое сопротивление цилиндрической стенки длиной L

Коэффициент теплоотдачи конвективного теплообмена по закону степени 1/8

«к= 1.18 (PPr)V« {У N (4-6)

Коэффициент теплоотдачи конвективного теплообмена по закону степени 1/4

a. = 0,54(PPr)V4 {~LfN (4-7)

Коэффициент теплоотдачи конвективного теплообмена по закону степени 1/3

«к = 0.135 фе Рг)]1 (<! - t)l N (4-8)

Конвективно-кондуктивный коэффициент для ограниченного пространства по закону степени 1/4

k=N 6.25 -5,251X

x.o,m f.-s

где /=1/М2

Критерий Нуссельта при , вынужденном движении среды

Nuf = - . (4-10)

Критерий Рейнольдса при вынужденном движении среды

Щ = ЫН( (4-11)

Критерий Прандтля при параметрах температуры жидкости (/) и стенки (со)

Prf = vfCf; Px = vja (4-12)

Критическое, число Рейнольдса

Re = 4.10* (4-13)

Критериальное уравнение для ламинарного течения среды при Re <" <4-10«

Nu = 0,66 ReP Prf(Prf/PrjO-s (4-14)

Критериальное уравнение для воздуха при Re<;4-10*

Nuf = p.57 /Ref (4-15)

Критериальное уравнение для турбулентного течения среды при Re> > 4-10*

Nuf = 0,037 Re°- Pr- (ppj.)0.25 щ



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [ 23 ] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

0.0009