 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Последовательность расчета
1. Размеры нагретой зоны. Для кассет или ячеек, объединенных в единый блок, размеры нагретой зоны определяются максимальными размерами этого блока. Если в качестве несущего элемента используется шасси с расположенными на нем крупногабаритными элементами, то размеры нагретой зоны будут: два измерения совпадают с размерами шасси, а третье определяется суммой высот шасси (h) и высотой средних размеров элементов, расположенных с одной и другой сторон шасси (h 1и h 2).
Рис. 4
Модель блока прямоугольной формы
2. Задаемся перегревом кожуха. Определяющая температура рассчитывается по формуле:
tm = (tк + tс)/2.
3. Коэффициент теплоотдачи излучением рассчитывается по следующей формуле:
где 
- приведённая степень черноты поверхности кожуха;
- коэффициент взаимности облучённости поверхности кожуха и тела; равен 1, так как поверхность кожуха полностью охватывает условную нагретую зону.
Значения функции температуры f (
, 
)определяем по таблице 1.
Приведенная степень черноты нагретой зоны в областях 1 и 2:
Площади нагретой зоны, обращенные в области 1, 2:
S з1= S з2= l 1 l 2,
Площади поверхностей внутренней части кожуха в i-и области.
Ski = 2 hi (L1 + L2 - 4L4) + (L1 - 2L4)(L2 - 2L4),
Боковая поверхность условной нагретой зоны может значительно отличаться от реальной, поэтому приведенную степень черноты определяют как
= 
где 
— степень черноты боковой поверхности реальной нагретой зоны;
— степень черноты внутренней боковой поверхности кожуха в нагретой зоне.
4. Находим конвективные коэффициенты теплоотдачи верхней (
), нижней (
) и боковой (
) поверхности кожуха. Определяющий размер для верхней и нижней стенок кожуха L1, для боковой поверхности – L3.
где N=1,3 для горизонтальной нагретой стороны, обращённой вверх; N=0,7 для горизонтальной нагретой стороны, обращённой вниз; N=1 для боковых поверхностей.
Необходимое для вычислений значение A 1 находим из следующих данных для воздуха:
| tm, 0С | ||||||||||
| A 1 | 1,4 | 1,38 | 1,36 | 1,34 | 1,31 | 1,29 | 1,27 | 1,26 | 1,25 | 1,24 |
5. Полный коэффициент теплоотдачи поверхности равен сумме конвективного коэффициента 
и коэффициента лучеиспускания 
:
= 
+
6. Тепловая проводимость кожуха определяется как сумма тепловой проводимости верхней и нижней поверхностей и боковых стенок:
= 
+ 
+ 
или
= 
SВ + 
SH + 
SБ
где , , - полные коэффициенты теплоотдачи верхней, нижней и боковой поверхностей, Вт/(м2К);
SВ, SH, SБ – площади верхней, нижней и боковой наружных поверхностей, м2.
Площади боковой (S б), верхней (S в) и нижней (S н) стенок блока вычисляются по формулам:
S в= S н= L 1 L 2, S б= 2 L 3(L 1+ L 2),
7. По полученным данным находим мощность, рассеиваемую в блоке:
P’ = σ3 (t3 – tк) = σk (tк – tс).
8. Для ориентировочного определения тепловой проводимости участка от нагретой зоны к кожуху при расчете в первом приближении можно использовать выражение
,
9. Находим температуру нагретой зоны в первом приближении:
t3 = Р'/σ3 + tк.
Проводим расчет во втором приближении.
10. Поскольку область 1, замкнутая, используют конвективно-кондуктивный коэффициент
где ki – конвективно-кондуктивные коэффициенты верхней и боковой воздушной прослойки между нагретой зоной и внутренней поверхностью кожуха;
hi – толщина воздушной прослойки между нагретой зоной и кожухом в соответствующей области;
l – для верхней области определяется как 
и для боковой области 
.
Значения А 2 для воздуха находят их следующих данных.
Значение функции f(hi/l) находим по графику 1.
График 1
Значение функции f(hi/l)
В области 2 у блоков с горизонтальным шасси тепловые слои воздуха располагаются выше холодных и конвекция отсутствует. В этом случае коэффициент теплопередачи области 
связан с теплопроводностью воздуха 
зависимостью
= 
14. Определяют лучистую составляющую коэффициента теплопередачи. При этом величина приведенной степени черноты, полученная при расчете в первом приближении сохраняется, коэффициент взаимной облученности принимается равным единице, температура нагретой зоны берется равной температуре, полученной при расчете в первом приближении.
15. Находим полные коэффициенты теплопередачи всех областей.
16. Тепловую проводимость нагретой зоны, можно определить как:
,
17. Температура нагретой зоны во втором приближении:
где P – мощность, полученная при расчете в первом приближении;
σз – тепловая проводимость от нагретой зоны к кожуху, рассчитанная во втором приближении;
σк – тепловая проводимость от кожуха в окружающую среду полученная при расчете
в первом приближении.
18. Необходимо проверить, если значения температуры нагретой зоны в первом и во втором приближении отличаются больше чем на 10 %, то проводим расчет температуры в третьем приближении по формуле:
19. Построим тепловую характеристику – график зависимости Р(t),и из нее находим перегрев нагретой зоны при заданной мощности рассеиваемой блоком.
Вывод: По графику определяем перегрев нагретой зоны при заданной мощности, рассеиваемой блоком, равной 50 Вт, ∆t =11 °C.
Поскольку перегрев не превышает допустимый (30 °C), то нет необходимости вносить изменения в систему охлаждения блока. Для данного блока достаточно естественного воздушного охлаждения. Такой перегрев допустим для аппаратуры, работающей в условиях, близких к нормальным. Из графика видно, что температура между кожухом и нагретой зоной равна 3330С.
Поиск по сайту: