реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Тепло и массообмен в РЭА с перфорированным корпусом

Тепло и массообмен в РЭА с перфорированным корпусом

СОДЕРЖАНИЕ

Введение .................................................…………………………

1. Анализ исходных данных .................................. ……………..

2. Расчет тепловых режимов аппарата ......................…………..

2.1. Вычисление геометрических параметров ................………

2.2. Определение объемного и массового расхода воздуха ...…

2.3. Проводимость между воздухом внутри аппарата

и окружающей средой .................................………………..

2.4. Определение тепловых коэффициентов ..................……….

2.5. Определение перегревов и температур нагретой зоны

и корпуса аппарата……………………………………………

Заключение…………………………………………………………

Список используемых источников

..........................……………..

ВВЕДЕНИЕ

Большинство радиотехнических устройств, потребляя от

источников питания мощность, измеряемую десятками, а иногда и

сотнями ватт, отдают полезной нагрузке от десятых долей до единиц

ватт. Остальная электрическая энергия, подводимая к аппарату,

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.

Специалисты в области создания новых радиоэлектронных

аппаратов знают, что расчеты теплового режима аппаратов столь же

необходимы, как и расчеты, связанные с функциональным назначением

их.

Интуитивные методы проектирования РЭС и в частности реализация

нормального теплового режима складывались годами. Такой подход в

настоящее время оказывается не в состоянии обеспечить выбор в

исключительно сжатые сроки безошибочных, близких к оптимальным решений.

Известно, что 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.

Целью данной курсовой работы является получение навыков теплового

расчета на примере аппарата с перфорированным корпусом.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Дан аппарат с перфорированным корпусом. Размеры корпуса: L1 = 500 мм;

L2 = 300 мм; L3 = 490 мм. Размеры шасси: l1 = 480 мм; l2 = 200 мм; h = 120

мм. Перфорационные отверстия расположены по бокам корпуса по 12 с каждой

стороны. Перфорационное отверстие показано на рисунке:

[pic]

Рисунок 1. Перфорационное отверстие

Размеры отверстия: высота 10 мм, длина ( без полукругов ) 45 мм.

Температура окружающей среды tc = 26 оС. Мощность источников теплоты в

аппарате Ф = 100 Вт. Внутренние поверхности аппарата покрыты эмалевой

краской, коэффициент заполнения Кз = 32%.

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ АППАРАТА

2.1. Вычисление геометрических параметров

2.1.1. Среднее расстояние между отверстиями для подвода-отвода

воздуха.

Используя исходные данные, получим:

hср = 100 + 150 + 100/3 ~ 117 мм = 0,117 м.

2.1.2. Суммарная площадь перфорационных отверстий.

Используя исходные данные находим площадь одного

перфорационного отверстия:

Ап = 45(10 + pR2 = 450 + 3,14(52 = 528,5 мм2 ( 5,3(10-4 м2.

Используя исходные данные, определяем:

Авх = Авых = 12(5,3(10-4 = 6,36(10-3 м2.

2.1.3. Площадь поверхности корпуса.

Ак = 2(L1L3 + L2L3 + L1L2); (1)

Подставляя известные величины в формулу (1), получим

Ак = 2(0,5(0,49 + 0,3(0,49 + 0,5(0,3) = 1,08 м2.

2.1.4. Площадь поверхности омываемых воздухом деталей и шасси

(нагретой зоны).

Ав = 2(l1h + l2h + l1l2); (2)

Подставив известные величины в (2), имеем

Ав = 2(0,48(0,12 + 0,2(0,12 + 0,48(0,2) = 0,36 м2.

2.1.5. Площадь поперечного сечения порожнего аппарата, свободная для

прохода воздуха:

Аап = L1L3 - l1h; (3)

Используя исходные данные, из (3) получим:

Аап = 0,5(0,49 - 0,48(0,12 = 0,19 м2.

2.2. Определение объемного и массового расхода воздуха

Выделяемая деталями РЭС тепловая энергия передается конвекцией

воздуху, омывающему их поверхности, а излучением - внутренней

поверхности корпуса. В результате нагревания воздуха его плотность

уменьшается по сравнению с плотностью воздуха вне аппарата,

появляется разность давлений и воздух через верхние отверстия или жалюзи в

корпусе выходит из аппарата, а на его место поступает холодный воздух

через нижние отверстия в корпусе. В установившемся режиме перепад

давлений, вызванный самотягой, уравновешивается гидравлическими потерями

на всех участках РЭС.

2.2.1. Определим среднюю площадь поперечного сечения аппарата,

свободную для прохода воздуха: Аср = Аап(1 - Кз); (4)

На основании исходных данных и данных, полученных в результате

вычисления, из формулы (4) следует, что

Аср = 0,19(1 - 0,32) = 0,13 м2.

2.2.2. Определим гидравлическое сопротивление.

Для типичных РЭС, среднеобъемная температура воздуха которых t ~ 40

oC, а температура среды ~ 24 оС, была проведена оценка гидравлических

сопротивлений [1] и получена приближенная формула:

[pic] (5)

Подставляя в формулу (5) полученные в результате расчета по п.2.1 и

п.2.2.1 данные, получим:

[pic]

2.2.3. Массовый расход воздуха:

Массовый расход воздуха определим по приближенной формуле (6),

полученной в результате экспериментальных данных [1]:

((((

G = 1,36( h/R ; (6)

Подставив известные величины, получим:

(((((((((((((

G = 1,36( 0,117/6,677104 = 1,8(10-3 кг/с.

2.2.4. Объемный расход воздуха

Объемный расход воздуха найдем по формуле (7):

GV = G/r,

(7)

где r = 1,28 кг/м2 определен для t = 40 oC из таблицы А3 [1].

Таким образом : GV = 1,8(10-3/1,28 = 1,41(10-3 м3/с = 1,41 л/с.

2.3. Проводимость между воздухом внутри аппарата и окружающей

средой

Определяется по формуле (8):

W = 103(G; (8)

в формулу (8) полученный в п.2.2.3 массовый расход воздуха, получим:

Подставляя получаем : W = 103(1,8(10-3 = 1,8 Вт/К.

2.4. Определение тепловых коэффициентов

Для определения температур в аппарате со свободной вентиляцией

следует использовать уравнения (9):

[pic] (9)

Параметры А1, А3, F1, F3 имеют следующую структуру:

[pic] (10)

Параметры B и D, входящие в формулы (10), можно определить так:

[pic]; (11)

[pic]; (12)

Анализ экспериментальных данных [1] показал, что при свободной

вентиляции РЭС значения коэффициентов конвективной теплоотдачи между

зоной и воздухом, корпусом и воздухом внутри аппарата примерно равны

a12к = a23к = 6 Вт/(м2(К), тогда

(12к = 6А1, (23к = 6А3, а (3с = 9А3. Подставляя в (10)

приближенные значения проводимостей, получим уравнения (13):

[pic] (13)

В нашем случае А1 = Ав; А3 = Ак. Подставляя известные величины в

уравнения (13), получим:

[pic]

Определим тепловые коэффициенты:

[pic]

[pic]

2.5. Определение перегревов и температур нагретой зоны и корпуса

аппарата

2.5.1. Средний поверхностный перегрев нагретой зоны Определим по

формуле (14):

q1 = F1Ф; (14)

Подставляя известные величины, получим

q1 = 0,137100 = 13 К.

2.5.2. Средний поверхностный перегрев корпуса аппарата Определим по

формуле (15):

q3 = F3Ф; (15)

Подставляя известные величины, получим

q3 = 0,047100 = 4 К.

2.5.3. Средняя температура нагретой зоны

Определим по формуле (16):

t1 = tc + q1; (16)

Подставив известные величины в (16), получим t1 = 26 + 13 = 39 оС.

2.5.4. Средняя температура корпуса аппарата Определим по

формуле (17):

t3 = tc + q3; (17)

Подставив известные величины в (17), получим

t3 = 26 + 4 = 30 оС.

На основании данных, полученных в п.2.5, строим график тепловых

характеристик корпуса и нагретой зоны аппарата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был проведен расчет тепловых режимов

аппарата с перфорированным корпусом для получения практических навыков

тепловых расчетов радиоэлектронных устройств, так как для обеспечения

стабильной и безотказной работы в течении всего срока эксплуатации любого

радиоэлектронного устройства требуется правильно обеспечить тепловой режим

работы электронных компонентов данного аппарата.

В результате расчета были определены:

- средний поверхностный перегрев нагретой зоны;

- средний поверхностный перегрев корпуса аппарата;

- средняя температура нагретой зоны;

- средняя температура корпуса аппарата;

- массовый расход воздуха через аппарат;

- объемный расход воздуха.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. -

М.: Высшая школа, 1984 г.

2. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. -

М.: Высшая школа, 1989 г.

3. Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и

микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры. - Л.:

Энергоатомиздат, 1984 г.

4. Стандарт предприятия. Проекты (работы) дипломные и курсовые.

Правила оформления. - Тамбов: ТГТУ, 1997 г.



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.