Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм» предназначено для студентов Псковского государственного политехнического института
жүктеу/скачать 2.36 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.3.3. Теплоотвод лучеиспусканием
- 4.3.4. Выбор способа охлаждения
4.3.2. Теплоотвод методом конвекцииДанный метод заключается в том, что при отводе тепла используют воздушное естественное, принудительное и водо-воздушное охлаждение. При высоких требованиях к стабильности в схемах и к стабильности параметров схем применяют термостатирование узлов и блоков.
Блестящие экраны, разделяющие теплонагруженные и чувствительные к перегреву модули снижают лучистый тепловой поток приблизительно вдвое. В целях выравнивания температуры поверхности внутри аппаратуры теплонагруженные модули должны иметь высокую степень черноты. Для этого внутренние поверхности кожухов и каркасов окрашиваются черными красками или лаками. В этом случае необходимо защищать аппаратуру от прямого попадания солнечных лучей, которые могут вызвать перегрев черных поверхностей (температура достигает и превышает 25...30°С). При компоновке аппаратуры необходимо избегать образования «ловушек тепла», т.е. таких мест, где отсутствуют конвективные потоки воздуха. Для выравнивания температуры в каналах, образуемых установленными рядами модулей, должны предусматриваться зазоры не менее 30 мм. Для конструкций производят перфорированные кожухи, где предусматривают вентиляционные отверстия (круглой, квадратной и прямоугольной формы, жалюзи). Обычно их диаметр и разрез в сечении 4, 6, 8, 10 мм. Суммарная площадь вентиляционных отверстий в дне или крышке должна составлять 20-30 % от живого сечения кожуха. Обычно при установке конструкции между установочной поверхностью и дном должен быть зазор – не менее 30 мм, с помощью которого поступают свободные конвективные потоки воздуха внутрь прибора. Этот зазор можно получить путем установки прибора на амортизаторы опорного типа. Количество теплоты, удаляемой с поверхности S естественной конвекцией, описывается следующей формулой:
где С – постоянная, зависящая от ориентации поверхности (для вертикальной плоскости С=0,56, для горизонтальной – С=0,52, для нижней горизонтальной – C=0,26); l – длина пути теплового потока. Принудительное воздушное охлаждение в данном методе – это применение автономных вентиляторов, применяемых по схеме охлаждения воздуха снизу вверх и сверху вниз. По первой схеме воздух забирается у пола, по второй – у потолка. Применяется приточная, вытяжная и приточно-вытяжная схемы вентиляции. В приточной схеме вентилятор засасывает охлаждающий воздух внутрь изделия. В вытяжной – нагретый воздух выталкивается из изделия. В приточно-вытяжной используется два вентилятора – на входе и на выходе изделия. Работа вентиляции по приточной схеме более благоприятна, она обеспечивает понижение температуры и работу в более плотной окружающей среде. Эта вентиляция более производительна по сравнению с вытяжной. Вытяжную схему вентиляции обычно используют в аппаратуре с большими аэродинамическими сопротивлениями. Приточно-вытяжная схема позволяет увеличить напор охлаждаемого воздуха.
При выборе способа охлаждения СВТ обычно учитываются режимы работы, конструктивное исполнение, величина рассеиваемой мощности, окружающая среда. Режимы работы аппаратуры бывают длительными, кратковременными, кратковременно-повторными и характеризуются длительностью включенного и выключенного периода. Длительный режим свойственен стационарной аппаратуре, которая находится во включенном состоянии в продолжении многих часов, кратковременный – бортовой аппаратуре, время работы которой мало и исчисляется несколькими минутами или часами. С большой вероятностью можно утверждать, что при проектировании сложной аппаратуры с длительным временем включенного состояния возникает необходимость в разработке принудительной системы охлаждения (СО). Для аппаратуры разового использования с кратковременным режимом работы возможно обойтись без принудительной СО. Решение о разработке СО для аппаратуры кратковременно-повторного режима работы принимается лишь после анализа длительностей включенного-выключенного состояний и характера её перегрева и охлаждения. Переносная электронная аппаратура в силу малых рассеиваемых мощностей принудительной СО не снабжается. В сложной аппаратуре необходимо использовать принудительную воздушную или водо-воздушную СО. Водо-воздушной СО снабжаются, например, ЭВМ в герметичном исполнении. Тепловой анализ электронной аппаратуры позволяет получить предварительные данные о разрабатываемой СО. Для этого по каждому модулю первого уровня составляется перечень тепловыделяющих компонентов, устанавливаются рассеиваемые мощности и максимально допустимые температуры. На основе этих данных выделяются критичные к перегреву компоненты, а также компоненты, устанавливаемые на теплоотводы. Далее рассчитываются удельные поверхностные или/и объёмные тепловые потоки модулей высших уровней. Для этого нужно вычислить мощности, рассеиваемые в модулях компонентами, внешнюю поверхность или объём модулей. По значениям плотности теплового потока qs и qv в первом приближении выбирают систему охлаждения, табл. 10 по допустимому перегреву в 40оС. Затем для всех модулей, начиная с модулей первого уровня, составляется перечень компонентов или модулей низших уровней, осуществляется размещение их по критерию минимального перегрева, по уравнению теплового баланса определяется расход хладагента. Если в качестве хладагента предполагается использовать воздух, то необходимо установить его количество, максимально возможную температуру на входе СО, проверить запыленность и наличие в нём агрессивных примесей. Присутствие пыли в воздухе требует установки противопылевых фильтров. Наличие в воздухе агрессивных газов, например сернистого ангидрида, вызывающего интенсивную коррозию металлических конструкций, требует применения специальных фильтров. Таблица №10
Воздух на входе СО может быть тёплым, для его охлаждения до необходимой температуры в СО предусматривается кондиционер. При отсутствии на объекте эксплуатации воздуха в необходимом количестве или с необходимыми параметрами можно использовать жидкий хладагент (воду, топливо) по схеме водо-воздушного охлаждения. Температура жидкого хладагента может быть понижена теплообменниками. Отсутствие на объекте достаточного количества воздуха или жидкости заставляет конструктора предусмотреть отвод теплоты на холодные массивные элементы несущих конструкций кондукцией. Если на объекте не окажется источников электропитания с требуемыми напряжениями и мощностями, возникает необходимость во введении в конструкцию источников питания СО, что несомненно ухудшает основные конструктивные параметры охлаждаемой электронной аппаратуры.
жүктеу/скачать 2.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
, (4.19)
– площадь поверхности, с которой удаляется тепло, см2;
– перегрев, °С;
– коэффициент конвективной теплопередачи:
, (4.20)
. Это мощность, отдаваемая от нагретой поверхности тела - 
с температурой 
на поверхность другого тела, с температурой 
:
, (4.21)
– коэффициент теплообмена лучеиспусканием, Вт/м2К;
– 
– коэффициент, показывающий, какая часть энергии тела i попадает на тело j.