Расчет теплового режима

4.3 Расчет теплового режима

Исходными данными для проведения теплового расчета являются следующие величины:

а.  длинна блока L1=0.22 м;

б.  ширина блока L2=0.12 м;

в.  высота блока L3=0.02 м;

г.  коэффициент заполнения Кv=0.167;

д.  мощность, рассеиваемая в блоке P=9 Вт;

е.  давление вне корпуса блока Рн=101316 Па;

ж.  давление внутри корпуса блока Рв=101316 Па;

з.  мощность, рассеиваемая самым нагреваемым элементом Рэл=0.3 Вт;

и.  площадь элемента Sп=121 мм2;

к.  предельная температура на элементе Tэ.эл=393оК

л.  температура среды Тс=298оК;

м.  материал корпуса – алюминиевый сплав;

а) Площадь поверхности корпуса Sk, м2 вычислим по формуле:

(16)

б) Вычисляем условную поверхность нагретой зоны Sз, м2 по формуле:

(17)

в) Удельная мощность корпуса прибора qk , Вт/м2 вычисляется по формуле:

(18)

г) Удельная мощность нагретой зоны qз , Вт/м2 вычисляется по формуле:

(19)

д) Коэффициент Q1, зависящий от удельной мощности корпуса прибора, вычисляется по формуле:

(20)

е) Коэффициент Q2, зависящий от удельной мощности нагретой зоны, вычисляется по формуле:

(21)

ж) Коэффициент Кн1, зависящий от давления воздуха вне корпуса прибора вычисляем по формуле:

(22)

и) Коэффициент Кн2, зависящий от давления воздуха внутри корпуса прибора вычисляем по формуле:

(23)

к) Нагрев корпуса прибора QK, оК вычисляется по формуле:

л) Перегрев нагретой зоны Qз, оК:

м) Средний перегрев воздуха в блоке Qв, оК:

н) Удельная мощность элемента qэл, Вт/мм2температуру которого нужно определить

п) Перегрев поверхности элемента Qэл, оК:

 (27)

р) Перегрев окружающей среды элемента Qэл, оК:

 (27)

с) Температура корпуса прибора Тк, оК:

 (28)

т) Температура воздуха в приборе Тв, оК:

 (29)

у) Температура нагретой зоны Тз, оК

ф) Температуру корпуса микросхемы Тэл, оК:

Для нормального функционирования элементов устройства их температура не должна быть выше, оговоренной в ТУ. Это касается и материалов корпуса, а также элементов крепежа. Поверим соблюдение условий по формулам:

 (32)

 (33)

 (34)

 (35)

Подставляя значения в формулы 32 – 35 получаем:

 (32)

 (33)

 (34)

 (35)

Анализируя полученные данные, делаем вывод, что в нашем устройстве тепловые режимы не нарушат работоспособность изделия.