Расчет теплового режима устройства

В связи с широким использованием в РЭА транзисторов, тиристоров, больших ИС на этапе проектирования должна решаться проблема отвода тепла. Для отвода тепла могут применяться следующие методы:

естественное охлаждение (воздушное, жидкостное);

принудительное воздушное охлаждение;

принудительное жидкостное;

охлаждение, основанное на изменении агрегатного состояния вещества;

термоэлектрическое охлаждение.

Основным критерием выбора метода охлаждения является значение плотности теплового потока, проходящего через поверхность теплообмена. Вторым критерием выбора метода охлаждения является допустимый перегрев элемента, равный разности между допустимой температурой корпуса элемента и температурой окружающей среды. Такое аналитическое описание температурных полей внутри блока невозможно из-за громоздкости задачи и неточности исходных данных: мощности источников тепла, теплофизических свойств материала и т.д. Поэтому при расчете теплового режима используются приближенные методы анализа и расчета.

Исходные данные для расчёта следующие:

1. Суммарная мощность рассеивания Р - 6,3 Вт;

2. Коэффициент заполнения по объёму - 0,43;

. Размеры блока:

Длина l - 0,130 м.

Ширина b - 0,075 м.

Высота h - 0,04м.

4. Давление окружающей среды Н1 - 101325 Па;

5. Давление внутри блока Н2 - 101325 Па;

. Температура окружающей среды t°С- 25° С;

Расчёт проводится по следующей методике:

Рассчитывается поверхность корпуса блока:

) (4.1)

где L1 и L2 - горизонтальные размеры блока, м.;- вертикальный размер, м.

м2

Определяется условная поверхность нагретой зоны:

) (4.2)

где КЗ - коэффициент заполнения корпуса блока по объёму.

м2

Определяется удельная мощность корпуса блока:

, (4.3)

где Р - мощность, рассеиваемая в блоке.

Вт/м2

Определяется удельная мощность нагретой зоны:

, (4.4)

Вт/м2

Находим коэффициент θ1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока:

, (4.5)

0С

Находим коэффициент θ2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:

(4.6)

0С

Находим коэффициент КН1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока Н1:

, (4.7)

Находим коэффициент КН2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока Н2:

(4.8)

Определяем перегрев корпуса блока:

(4.9)

0С

Рассчитываем перегрев нагретой зоны:

(4.10)

0С

Определяем средний перегрев воздуха в блоке:

(4.11)

Статья в тему

Исследование критериев оптимизации для нелинейных АС с различными регуляторами
Задачи по управлению тем или иным явлением или процессом, возникающие в повседневной практической деятельности человека, обширны и многообразны. Управление можно определить как совокупность действий, обеспечивающих проведение любого процесса в целях достижения определённых результатов. Системы авто ...