Учебное пособие по дисциплине «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм» предназначено для студентов Псковского государственного политехнического института
Защита средств ВТ от температурных воздействий
жүктеу/скачать 2.36 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.3.1. Теплоотвод методом кондукции
4.3. Защита средств ВТ от температурных воздействийОбычно все модули СВТ функционируют в строго ограниченных температурных пределах. Отклонение от указанных диапазонов может привести к необратимым структурным изменениям компонентов. Повышенная температура снижает диэлектрические свойства материалов, ускоряет коррозию конструкции. При пониженной температуре затвердевают и растрескиваются резиновые детали, повышается хрупкость материалов. Различия в коэффициентах линейного расширения материалов обычно приводит к разрушению залитых компаундом конструкций. Нормальный температурный режим – это такой, который при изменении в определенных пределах внешних температурных воздействий обеспечивает изменение параметров и характеристик конструкций в пределах, указанных в технических условиях (ТУ). Изменение температуры внутри конструкций относительно нормальной на каждые 100С в любую сторону, уменьшает срок службы аппаратуры в два раза. Обеспечение нормального теплового режима приводит к усложнению конструкции, увеличению габаритов и массы, введению дополнительного оборудования, затратам электрической энергии. Чаще всего возникает вопрос при рассмотрении температурного режима – это удаление избытка теплоты в результате саморазогрева аппаратуры. Передача теплоты от нагретой аппаратуры в окружающую среду обычно осуществляется тремя путями: кондукцией, конвекцией и излучением.
С увеличением плотности компоновки ЭА большая доля тепла удаляется кондукцией. Для улучшения условий отвода теплоты от тепловыделяющих элементов в конструкции применяют тепловые разъемы, теплоотводящие шины, печатные платы на металлической основе и т.д. Количество теплоты, передаваемое в статистическом режиме кондукцией определяется выражением:  , (4.11)
где  – площадь, через которую проходит тепловой поток, см2;
 – длина пути передачи теплоты, см;
 – разность температур между охлаждаемой конструкцией и окружающей средой, °С.
Пусть - есть тепловая проводимость, тогда:
 , (4.13)
Величина, обратная тепловой проводимости – есть тепловое сопротивление:  (4.14)
Реальные конструкции деталей обычно имеют достаточно сложную форму и это затрудняет определение их тепловых сопротивлений. Обычно рекомендуют следующие способы получения тепловых моделей:
Рассмотрим пример расчета отвода тепла на конкретном модуле. Модуль можно представить пластиной. Пусть на пластине установлены теплоотводящие элементы  , т.е. используем таким образом теплоотвод методом кондукции.
Рис.7. Пластина с тепловыводящими элементами.  – коэффициент теплопроводности пластины во всех направлениях одинаков. Расстояния между тепловыводящими элементами, элементами и краями пластины тоже одинаковы. Для перехода к тепловой модели условно наложим на пластину - сетку таким образом, чтобы все тепловыводящие элементы оказались в узлах этой сетки.
Теперь от тепловой модели перейдем к электрической, заменив показатели температуры в узлах сетки электрическими потенциалами, а тепловые сопротивления – омическими, тепловые потоки – токами. 
Рис.8. Электрическая модель – аналог тепловой модели.  – температура в соответствующих узлах сетки;
 – температура окружающей среды;
 – тепловые сопротивления (по условию они равны);
– тепловые потоки.
Произвольно зададимся направлениями тепловых потоков в сопротивлениях и запишем систему уравнений теплового баланса для узлов Так как - Система уравнений будет иметь следующий вид:  (4.15)
Так как тепловые сопротивления по условию равны, то систему можно преобразовать:  или  (4.16)
После приведения системы к нормальной форме получим:  (4.17)
Данную систему можно представить в матричной форме:  (4.18)
или В=АХ Для решения данной системы можно использовать методы: Крамера, обратной матрицы, наименьших квадратов и т.д. жүктеу/скачать 2.36 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
(4.12)
для каждого узла и
отсюда - 