Расчет тепловых процессов устройства

В основном радиотехнических устройств, потребляющие от источников питания мощность, измеряемую десятками, а иногда и сотнями ватт, отдают полезной нагрузке от десятых долей до единиц ватт. Остальная электрическая энергия, превращаясь в тепловую, выделяется внутри аппарата. Температура нагрева аппарата оказывается выше температуры окружающей среды, в результате чего происходит процесс отдачи теплоты в окружающее пространство. Этот процесс идет тем интенсивнее, чем больше разность температур аппарата и окружающей среды.

При некотором значении температуры поверхности оказываются равными количество теплоты, отдаваемой в окружающее пространство, и количество теплоты, выделяемое внутри аппарата; наступает состояние теплового равновесия - температура нагрева в каждой точке аппарата стабилизируется. Установившееся значение температуры определяется количеством теплоты, выделяемой внутри аппарата, и интенсивностью процесса отдачи теплоты в окружающее пространство, а также температурой окружающей среды.

Как было показано, надежность элементов радиоэлектронной аппаратуры сильно зависит от температуры окружающей среды. Для каждого типа элемента в технических условиях указывается предельная температура, при превышении которой элемент нельзя эксплуатировать. Поэтому одна из важнейших задач конструктора радиоэлектронной аппаратуры состоит в том, чтобы обеспечить правильные тепловые режимы для каждого элемента.

Рассчитываем объем элемента ИМСпо формуле:

=L1L2h

V=0,0073м*0,0185м*0,009м=0,00000121545м3=1215,45мм3

Вычислим коэффициент заполнения аппарата:

kз=Vд/V

kз=700мм3/1215,45мм3=0,575

Приведенный размер основания нагретой зоны:

lпр=

lпр==0,011м

Приведенная высота нагретой зоны:

3=hkз

h3=0,009м*0,575=0,0051м

Поверхность корпуса устройства:

Sк=2(L1L2+L1h+L2h)

Sк=2(0,0073м*0,0185м+0,0073м*0,009м+0,0185м*0,009м)=

=2(0,00013505м2+0,0000657м2+0,0001665м2)=0,0007345м2

Приведенная поверхность нагретой зоны:

з=2lпр(lпр+2hз)

Sз=2*0,011м(0,011м+2*0,0051м)=0,0004664м2

Удельная поверхностная мощность корпуса:

уд.к=P/Sк

Pуд.к=0,0586Вт/0,0007345м2=79Вт

Удельная мощность нагретой зоны:

уд.з=P/Sз

Pуд.з=0,0586Вт/0,0004664м2=125Вт

Средний перегрев поверхности корпуса по сравнению с температурой окружающей среды:

∆tк=P/(9Sк)

∆tк=0,0586Вт/(9*0,0007345м2)=8оC

Средняя поверхностная температура корпуса устройства:

к=tокр+∆tк

tк=25̊С+8оC=33оС

Я провел расчет тепловых процессов устройства. В моем случае - это 33оС.

Другие стьтьи в тему

Расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля между населёнными пунктами
В современном мире быстрыми темпами наращиваются объёмы информации, соответственно повышаются требования к передающей аппаратуре, поскольку каждые пять-шесть лет объём передаваемой информации увеличивается вдвое. Задача передачи такого количества информации с высокой степенью дост ...

Разработка систем автоматического регулирования
Основы теории управления - одна из дисциплин, образующих науку об управлении. Эта наука в последние годы распространила свое влияние не только на системы управления технического характера (станки, роботы, самонаводящиеся ракеты, беспилотные самолеты, космические аппа ...