Выбор способа охлаждения на ранней стадии проектирования (стр. 2 из 2)

- если

, то можно выбрать этот способ охлаждения, однако при конструировании обеспеченью теплового режима необходимо уделить тем больше внимание, чем меньше вероятность;

- если

, то не рекомендуется выбирать этот способ охлаждения в противном случае необходимо уделить особое внимание обеспечению теплового режима, что предполагает возможность увеличения габаритов, массы и других конструктивных решений;

- если

, то обеспечить нормальный тепловой режим удается крайне редко, а при - практически невозможно.

Пример: предположим, что по техническому заданию необходимо определить способ охлаждения негерметичной электронной системы со следующими исходными данными:

, режим длительный, давление вне блока нормальное.

Решение: точка сданными параметрами на графике 1 попадает в область 2 где возможно применение как естественного воздушного так и принудительного воздушного охлаждения. По рис. 4 находим, что нормальный тепловой режим аппарата может быть обеспечен при естественном охлаждении и в перфорированном кожухе с вероятностью

. Так как вероятность обеспеченья нормального теплового режима мала, необходимо уделить особое внимание его обеспечению даже в ущерб другим характеристикам, т.е. целесообразно выбрать принудительное воздушное охлаждение.

Предположим, что нам необходимо обеспечить нормальный тепловой ражим с вероятностью

. Воспользуемся графиками рис. 5 из которых определяем, что откуда , следовательно, если руководствоваться рекомендациями, изложенными выше, то можно остановиться на этом способе охлаждения.

Известно, что понижение давления способствует ухудшению условий теплообмена, поскольку температура элементов начинает увеличиваться, хотя мощность, рассеиваемая в блоке, остается неизменной. Поэтому при расчете необходимо учитывать коэффициент

, который выбирается из таблицы (справочники). Часто для электронных систем используется наддув корпусов герметичных блоков.

Задача: предположим, что необходимо выбрать способ охлаждения блока электронной системы, работающего в длительном режиме в негерметичном отсеке самолета при давлении

. Исходные данные блока: .

Из таблицы определим, что

, тогда получим:

По кривым (рис. 1) определяем, что параметры блока лежат на границе областей 2 и 3, следовательно целесообразно выбрать принудительное воздушное охлаждение. Однако проверим возможность применения естественного воздушного охлаждения, для этого воспользуемся графиками 2-5. По графику 2 при

проверим возможность применения герметичного корпуса без наддува и с наддувом. Из графика видно, что вероятность составляет около . Исходя из рекомендаций, этот способ охлаждения выбирать, не следует. Применение наддува не приведет к значительному улучшению поскольку (таблица) и вероятность около .

Проверив внутреннее перемешивание со скоростями

и с учетом , которые соответственно и можно убедится, что вероятность обеспечения теплового режима несколько увеличится и соответственно и следовательно данный способ охлаждения может быть использован, однако для обеспечения необходимой скорости внутреннего перемешивания воздуха может потребоваться наддув. Именно поэтому необходимо рассчитать режимы вентиляторов для внутреннего перемешивания воздуха в блоке при пониженном давлении.

По рис. 3 при

проверим возможность применения наружного обдува, , тогда вероятность , следовательно, этот способ охлаждения может быть принят.

Если использовать охлаждения блока продувом холодного воздуха, то из рис. 5 следует, что при удельном расходе воздуха

, то тепловой режим блока может быть обеспечен с вероятностью .

Если же использовать перфорированный корпус, то из рис. 4 можно получить, что вероятность блока

.

Общие выводы

1. Если по условию эксплуатации блок должен быть выполнен в герметичном корпусе, то необходимо выбрать принудительное воздушное охлаждение с внутренним перемешиванием воздуха либо с наружным обдувом. Если осуществить принудительное охлаждение не возможно, то для осуществления естественного охлаждения при наличии обдува необходимо или увеличить геометрические размеры блока или снизить рассеиваемую мощность или понизить температуру окружающей среды.

2. Если по условиям эксплуатации блок может быть выполнен не в герметичном корпусе, то с большой вероятностью можно обеспечить нормальный тепловой режим при принудительном охлаждении с продувом холодного воздуха. Этот способ является наиболее предпочтительным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Достанко А.П., Пикуль М.И., Хмыль А.А. Технология производства ЭВМ. - Мн.: Вышэйшая школа, 2004.

2. Технология поверхностного монтажа: Учеб. пособие / Кундас С.П., Достанко А.П., Ануфриев Л.П. и др. – Мн.: «Армита - Маркетинг, Менеджмент», 2000.

3. Технология радиоэлектронных устройств и автоматизация производства: Учебник/ А.П. Достанко, В.Л.Ланин, А.А. Хмыль, Л.П. Ануфриев; Под общ. ред. А.П. Достанко. – Мн.: Выш. шк., 2002

4. Гуськов Г.Я., Блинов Г.А., Газаров А.А. Монтаж микроэлектронной аппаратуры М.:Радио и связь, 2005.-176с.

5. Гибкие автоматизированные производства. Управление технологичностью РЭА /А.М.Войчинский, Н.И.Диденко, В.П.Лузин.-М.: Радио и связь, 2007.-272 с.