Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



а). С помощью данных табл. 13.2 определяем коэффициенты А, и /4J для своих характерных температур:

Л 2 = 1,325 прн Тг == 0,5 (56 + 45) == 50,5 °С; /4 5-= 1,32 при == 0,5 (65 4- 45) = 55 °С;

б). Рассчитываем значения конвективных составляющих коэффициентов теплообмена между поверхностями и окружающей средой (см. табл. 13.1):

-}-)

/ 56 -45

/ 65 - 45 \/*

ак2св-= 1,30-1,32

а„21 = ак2сн = 0,7у42 = 0,7.1,32

0,05

/ Т-Тс

67 Вт/м» К; 7,7Bt/m2.K;

65-45 I 0,05

12Вт/м2.К:

в). Рассчитываем лучистые составляющие коэффициентов теплообмена между основанием и платой н окружающей средой по фор» муле (13.6).

Функции температур / (Ti, Тс) = f (56, 45) = 7,66 Вт/м* • К;

/ (72. Тс) == / (65, 45) = 8.03 Вт/м»-К: / (71. Тг) = / (65, 55) = 8,4 Вт/м» • К (см. табл. 13.3).

Коэффициенты облученности

Фюв = Ф2сн = Ы(Ь + 21г) = = ,0,014/(0.014 + 2 • 0,05) = 0.123,

где /г = 0,05 м - длина стороны платы; Фи = 0,68 при V6 =0,05/0,014= = 3,57 н V2 = 0,1/0,05 = 2 (см. рис. 13.14).

Коэффициенты теплообмена:

«люв = впФю / (i. Тс) = = 0,9 • 0,123 • 7,66 = 0,848 Вт/м» - К;

ал2св= 8пФаз/(Tj, Гс) = = 0,9 . 1 • 8,03 = 7,22 Вт/м» • К;

«ласн = вцфасн НТ,Тс) = = 0,9 . 0,123 . 8,03 = 0,89 Вт/м» . К;

««12 = 8дф1г / (Ti, П) = = 0,9 • 0,68 • 8.4 = 5,15 Вт/м» • К.


е г,/ъ

Рис. 13.14. Зависимость коэффициента облученности параллельных плоских пластин с различным соотношением

сторон: / - уг, »1; j-fe/(,=2: 3 -

Wi""l: - пластины круглой формы



7. Уточняем значения тепловых проводимостей:

Oic = («мс + «Л1с) Si = (6,67 + 0,848) • 0,005 = 0,0376Вт/К; Оас = («касв + «касн + «ласв + «лгсн) i - =(7,7 + 4,12-1-7,22 + 0,89) 0,003 = 0,06 Вт/К;

«К12 -Si «к21 2 , „

"и -- Г -гал12Ь1 =

"wa1-Г<*К21 2

6,67-0,005-4,12.0,003 ° 6.67.0,005 + ;,.2.0,003 +--°--°°»-= <ii„ = l,2 Вт/К.

8. Уточняем значения коэффициентов, входящих в матрицы: Сц == 0,0347 + 0,0376 + 1,2 = 1,272 Вт/К; ав -0,0347 Вт/К; fti = 8 + 0.0376 • 45 + 1,2 . 50 = 69,7 Вт; = -0,0347 Вт/К;

= 0,0347 + 0,06 = 0,0947 Вт/К; ~ 1,5 + 0,06-45 == 4,2 Вт; D, = 69,7 • 0,947 - 4,2 (-0,0347) = 6,74 Вг>/К; = 1,272 х X 4,2 - (-0.0347) • 69,7 = 7,76 Вт»/К; D = 1,272 • 0.0947 - - (-0,0347) • (-0,034?) = 0,121 Вч/К

9. Вычисляем значеиня средних поверхностных температур основания и платы во втором приближении:

Ti - 6,74/0,121 = 55,7 "С; Т = 7,76/0,121 = 64 X..

10. Определяем тепловое сопротивление контакта Ак между металлическим основанием и корпусом днода 2Д213Б (диоды установлены через анодированную прокладку из алюминиевого сплава толщиной 0,0005 м и пасту КПТ-8 толщиной 0,0002 м):

-ggl-jn- =.3,73К/Вт.

Я„5„ Яп5д 0,7п0,0142 100п0,014!

Здесь 6„, К„, бц, Яп и 5д соответственно, толщина и теплопроводность слоя пасты КПТ-8, прокладки из алюминиевого сплава и площадь посадочной поверхности диода.

11. Рассчитываем температуру перехода диодов 2Д213Б

Г» = Гд = Г,+Р,(Лп.к + /?„.т)=55.7 + 2(1,5 + 3.73) = 66,2°С, где Rn.k ~ 1.5 К/Вт-из табл. 13.5.

13.5. Охлаждение элементов и блоков с использованием тепловых труб

Тепловая труба (ТТ) обычно представляет собой герметичный контейнер, внутренняя поверхность стенок которого покрыта капиллярной структурой (КС) (рнс. 13.15). Капиллярная структура заполняется рабочей жидкостью, обычно после вакуумнрования тепловой трубы. Часть внутреннего объема тепловой трубы, не занятая КС и заполненная насыщенным паром рабочей жидкости, называется паровым каналом. Несмотря на конструктивную простоту тепловых труб, передача теплоты в инх осуществляется в результате



ПеШИ „ теплоты Z J


АдиаВатичешй участок

Конденсационный участок

Рис. 13.15. Схема простейшей тепловой трубы:

/ - корпус; 2 -

• капиллярная структура; S ~ поток жидкости; 4 - поток пара; 5 - штенгель

взаимодействия комплекса сложных физических процессов, без расчета которых невозможно проектирование этих устройств-

Работа тепловой трубы происходит следующим образом. Теплота, подведенная к тепловой трубе, поглощается в виде скрытой теплоты парообразования при испарении жидкости в зоне подвода теплоты из КС в паровой канал. Поглощенная теплота переносится паром, движущимся по паровому каналу, в зону отвода теплоты, где происходит ее выделение прн конденсации пара иа поверхности жидкости, находящейся в КС. Восполнение испарившейся в зоне подвода теплоты жидкости осуществляется в результате переноса жидкости по КС из зоны конденсации под действием капиллярных сил.

В качестве КС используют различные пористые материалы: одно- и многослойные металлические сетки, металловолокнистые спеченные структуры, зернистые материалы (порошки), различного рода резьбовые профили (канавки), выполненные на внутренних поверхностях стенок тепловых труб, и др. Во всех конструкциях тепловой контакт КС со стенками тепловой трубы должен быть наилучшим. В качестве теплоносителей используют воду, ацетон, аммиак, фреоцы, спирты. Особенно перспективно их использование в

Рис. 13.16. Типовые схемы систем охлаждения с применением тепловых труб:

/ - охлаждаемое изделие; 2 - тепловая труба; 3 - оребренне; 4 - коммутирующий элемент; 5 ~ теплоотвод



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 [183] 184 185 186 187 188 189


0.0145