Обеспечение тепловых режимов негерметичной аппаратуры с воздушным охлаждением. Корнилов А.Г. - 8 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

8
шает допустимое, осуществляется переход к следующему пункту, в против-
ном случае делается вывод о требуемом варианте охлаждения.
6. Рассматривается возможность использования теплоотдачи путем
принудительной вентиляции (без охлаждения). При этом в начале находится
численное значение V
пв
, учитывающего заданное значение коэффициента за-
паса по формуле V
пв
= К
зс
V
пв
. Далее, используя ранее найденное значение
q
зп
и величину V
пв
, находится (по рисунку 11) требуемое значение g
vп
и по
формуле G
vп
=g
vп
Ф вычисляется численное значение G
v
.
Рассмотрим методику определения требуемого способа охлаждения на
примерах.
Пример 1.
Прибор имеет конструкцию с шасси. Задан допустимый коэффициент
перегрева воздуха V
в
= 15 К. Поток тепловой мощности рассеиваемой прибо-
ром Ф = 84 Вт. Температура окружающей среды θ
с
= 333К (+60
0
С), q
з
= 685
Вт/м
2
, коэффициент запаса К
зс
= 0,9. Определить требуемый способ охлажде-
ния прибора.
Вначале по рис.1а рассматривается возможность использования тепло-
отдачи путем естественной конвекции (ЕК), при этом определяется значение
перегрева (показано пунктиром). Очевидно, это значение перегрева равно
53К и оно значительно превышает допустимую величину. Таким образом те-
плоотдача путем естественной конвекции (ЕК) является неприемлемой.
Далее рассматривается
по рис. 1б возможность использования теплоот-
дачи путем естественной вентиляции. Очевидно, перегрев воздуха в 36 К со-
ответствующий этому виду теплоотдачи (показано пунктиром) превышает
допустимое значение, следовательно теплоотдача путем естественной венти-
ляции не пригодна. Далее рассматривается теплоотдача путем принудитель-
ной вентиляции с использованием в качестве охлаждающего воздуха, имею-
щего температуру окружающей
среды т.е., когда θ
вх
=θ
с
, V
вх
=θ
вх
-θ
с
= 0. Из рис.
1в видно, что обеспечение заданного перегрева в 13,5К
)
(с учетом коэффи-
циента запаса: V
в
= V
в
К
зс
= 15К 0,9=13,5К) возможно при удельном объем-
ном расходе охлаждающего воздуха (g
v
) равном 300м
3
/чкВт.
Общий объемный расход охлаждающего воздуха составляет
G
v
=10
-3
g
v
Ф м
3
= 10
-3
30084 = 25,2 м
3
/ч.
Рассмотрим теплоотдачу путем принудительной вентиляции, когда ис-
пользуется воздух, имеющий температуру, отличающуюся от температуры
внешней среды. Пусть температура охлаждающего воздуха равна 293К
(+20
0
С). Очевидно, перегрев составляет -40К (К
вх
= 293К – 333К = -40К).
В том случае, когда температура охлаждающего воздуха отличается от
температуры окружающей среды, требуется использовать величину Δθ
вых
,
)
При принудительном охлаждении, в виду того, что тепловые расчеты являются
приближенными, обычно допустимое значение перегрева берется уменьшенным на 10%
от фактического значения (для обеспечения «запаса» т.е коэффициент запаса равен 0,9).
шает допустимое, осуществляется переход к следующему пункту, в против-
ном случае делается вывод о требуемом варианте охлаждения.
      6. Рассматривается возможность использования теплоотдачи путем
принудительной вентиляции (без охлаждения). При этом в начале находится
численное значение Vпв, учитывающего заданное значение коэффициента за-
паса по формуле Vпв= Кзс ⋅ Vпв. Далее, используя ранее найденное значение
qзп и величину Vпв, находится (по рисунку 11) требуемое значение gvп и по
формуле Gvп=gvп ⋅ Ф вычисляется численное значение Gv.
      Рассмотрим методику определения требуемого способа охлаждения на
примерах.
      Пример 1.
      Прибор имеет конструкцию с шасси. Задан допустимый коэффициент
перегрева воздуха Vв = 15 К. Поток тепловой мощности рассеиваемой прибо-
ром Ф = 84 Вт. Температура окружающей среды θс = 333К (+600С), qз= 685
Вт/м2, коэффициент запаса Кзс = 0,9. Определить требуемый способ охлажде-
ния прибора.
      Вначале по рис.1а рассматривается возможность использования тепло-
отдачи путем естественной конвекции (ЕК), при этом определяется значение
перегрева (показано пунктиром). Очевидно, это значение перегрева равно
53К и оно значительно превышает допустимую величину. Таким образом те-
плоотдача путем естественной конвекции (ЕК) является неприемлемой.
      Далее рассматривается по рис. 1б возможность использования теплоот-
дачи путем естественной вентиляции. Очевидно, перегрев воздуха в 36 К со-
ответствующий этому виду теплоотдачи (показано пунктиром) превышает
допустимое значение, следовательно теплоотдача путем естественной венти-
ляции не пригодна. Далее рассматривается теплоотдача путем принудитель-
ной вентиляции с использованием в качестве охлаждающего воздуха, имею-
щего температуру окружающей среды т.е., когда θвх=θс, Vвх=θвх-θс= 0. Из рис.
1в видно, что обеспечение заданного перегрева в 13,5К∗) (с учетом коэффи-
циента запаса: Vв= Vв⋅Кзс= 15К ⋅ 0,9=13,5К) возможно при удельном объем-
ном расходе охлаждающего воздуха (gv) равном 300м3/ч⋅кВт.
      Общий объемный расход охлаждающего воздуха составляет
Gv=10-3⋅gv⋅Ф м3 = 10-3⋅300⋅84 = 25,2 м3/ч.
      Рассмотрим теплоотдачу путем принудительной вентиляции, когда ис-
пользуется воздух, имеющий температуру, отличающуюся от температуры
внешней среды. Пусть температура охлаждающего воздуха равна 293К
(+200С). Очевидно, перегрев составляет -40К (Квх = 293К – 333К = -40К).
      В том случае, когда температура охлаждающего воздуха отличается от
температуры окружающей среды, требуется использовать величину Δθвых,

      ∗)
        При принудительном охлаждении, в виду того, что тепловые расчеты являются
приближенными, обычно допустимое значение перегрева берется уменьшенным на 10%
от фактического значения (для обеспечения «запаса» т.е коэффициент запаса равен 0,9).

                                                                                   8