О.В. Задерейко, Л.І. Панов, О.В. Циганов

КОНСТРУЮВАННЯ І ТЕХНОЛОГІЯ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ АПАРАТУРИ

Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів

ЗMICT

3.2. Вибір системи охолодження

При виборі системи охолодження використовуються такі вихідні дані: тепловий потік, що розсіюється поверхнею теплообміну (корпусу) конструкції Р, Вт; площа поверхні теплообміну (корпусу) S_k, м² припустима робоча температура найменш теплостійкого елемента t_{ел min} ⁰C, максимальна температура навколишнього середовища t_{c mах,} ⁰C мінімальний тиск навколишнього середовища H_{c min}, мм рт. ст.

Значення теплового потоку можна визначити через споживану від джерел живлення потужність Р, що звичайно вказується в ТЗ, і коефіцієнт корисної дії виробу ŋ:

P=P_п(1-ŋ)

Площу поверхні корпусу конструкції знаходять через узяті з ТЗ габаритні розміри конструкції.

Припустиму робочу температуру найменш теплостійкого елемента t_{ел min} установлюють за результатами конструкторського аналізу елементної бази.

Інші вихідні дані (t_{c mах} та H_{c min}) вказуються у вимогах ТЗ. Щоб вибрати систему охолодження, необхідно знайти поверхневу щільність теплового потоку:

P_os=K_нP/S_k, Вт/м²

де K_н=1/(H_{c min}/H)^0.5 - поправочний коефіцієнт на тиск навколишнього середовища, H = 760 мм. рт. ст. - нормальний тиск і припустимий перегрів у конструкції Δt _доп = Δt_{сл min} + Δt_{сл max}. Значення P_os і Δt _доп є координатами точки, положення якої на діаграмі Рис. 3.2 визначає систему охолодження конструкції.

Рис.3.2. Діаграма для визначення системи охолодження конструкції

Незаштриховані зони діаграми належать до таких способів охолодження: 1 - природне повітряне; 3 - примусове повітряне; 5 - примусове рідинне; 9 - примусове випарне. Заштрихованим зонам відповідає два чи більше способів охолодження: 2 - природне і примусове повітряне; 4 - примусове повітряне і рідинне; 6 - примусове рідинне і природне випарне; 7 - примусове рідинне, примусове і природне випарне; 8 - природне і примусове випарне. Якщо точка з координатами P_os і Δt _доп попадає в за штриховану зону, то вибір способу охолодження здійснюється за ймовірними залежностями, що для зони 2 наведені в [13]. У тих випадках, коли габаритні розміри конструкції в ТЗ не зазначені, площу поверхні теплообміну S_k можна знайти орієнтовно, використовуючи коефіцієнти дезінтеграцї об'єму q_v:

S_k = 6(q_vV_ел)

де V_ел - сумарний установочний об'єм елементів.

При забезпеченні нормального теплового режиму в блоці за рахунок природного повітряного охолодження зазори між ФВ повинні складати не менше ніж 6...8 мм. Використання примусового повітряного охолодження дозволяє зменшити зазори до 2 мм, однак при цьому об’єм блока збільшується на 10.15 % за рахунок установки вентилятора і повітроводів.