МЕНЮ


Фестивали и конкурсы
Семинары
Издания
О МОДНТ
Приглашения
Поздравляем

НАУЧНЫЕ РАБОТЫ


  • Инновационный менеджмент
  • Инвестиции
  • ИГП
  • Земельное право
  • Журналистика
  • Жилищное право
  • Радиоэлектроника
  • Психология
  • Программирование и комп-ры
  • Предпринимательство
  • Право
  • Политология
  • Полиграфия
  • Педагогика
  • Оккультизм и уфология
  • Начертательная геометрия
  • Бухучет управленчучет
  • Биология
  • Бизнес-план
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Банковское дело
  • АХД экпред финансы предприятий
  • Аудит
  • Ветеринария
  • Валютные отношения
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Ботаника и сельское хозяйство
  • Биржевое дело
  • Банковское дело
  • Астрономия
  • Архитектура
  • Арбитражный процесс
  • Безопасность жизнедеятельности
  • Административное право
  • Авиация и космонавтика
  • Кулинария
  • Наука и техника
  • Криминология
  • Криминалистика
  • Косметология
  • Коммуникации и связь
  • Кибернетика
  • Исторические личности
  • Информатика
  • Инвестиции
  • по Зоология
  • Журналистика
  • Карта сайта
  • 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.


    Приглашения

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хореографического искусства в рамках Международного фестиваля искусств «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»

    09.12.2013 - 16.12.2013

    Международный конкурс хорового искусства в АНДОРРЕ «РОЖДЕСТВЕНСКАЯ АНДОРРА»




    Copyright © 2012 г.
    При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.