Выбор компоновочной и тепловой схемы ФЯ

 

Корпус рамки ФЯ выполнен из алюминиевых сплавов, покрытых лаком черным матовым, имеющий степень черноты т  (Л2, П8.2).

При оценивании теплового режима конструкции будем считать, что теплообмен между корпусом и внешней средой осуществляется конвекцией, кондукцией (минимальная) и излучением, а передача тепла от МСБ к корпусу осуществляется кондукцией, излучением через «воздушный» зазор и конвекцией. Поверхность корпуса считаем изотермической. Тепловая схема блока представлена на рис. 10.

 

Расчёт теплового режима

 

Плата МСБ имеющая размеры 0,060x0,048x0,0025 м3 припаяна к технологической планке помещённая в корпус с размерами 0,13х0,056x0,006м3.

Рассеиваемая мощность блока равняется .

Температура окружающей среды tср=(-40…+80)°С.

Определяем площадь внешней поверхности корпуса микроблока:

 

 

Определяющий размер корпуса:

 

.

Задаемся перегревом корпуса Δt = 10°С относительно температуры среды и определяем среднее значение температуры:

 

°С

 

По номограммам на рис.12 находим конвективный коэффициент теплопередачи  и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде

Вычислим суммарную тепловую проводимость между корпусом и средой в первом приближении:

 

 

Расчетное значение перегрева корпуса:

 

°С

 

Будем считать расчёт законченным, если выполнится условие . В первом приближении  значит повторяем расчёт, приняв за .

Определяем среднее значение температуры во втором приближении

 

°С

По номограммам находим конвективный коэффициент теплопередачи  и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде

 

 

Вычислим суммарную тепловую проводимость во втором приближении

 

 

Перегрева корпуса во втором приближении

 

 

Во втором приближении  значит повторяем расчёт, приняв за .

Определяем среднее значение температуры в третьем приближении

 

°С

 

По номограммам находим конвективный коэффициент теплопередачи  и коэффициент теплопередачи излучением от корпуса к среде

 

Вычислим суммарную тепловую проводимость в третьем приближении

 

 

Перегрева корпуса в третьем приближении

 

 

Во третьем приближении  значит считаем что перегрев корпуса .

Следовательно, среднеповерхностная температура корпуса микроблока:

 

°С

 

Определяем поверхность нагретой зоны:

0,060x0,048x0,0025 0,13х0,056x0,006м3

 

.

 

Рассчитываем средний зазор  между поверхностью нагретой зоны и корпусом:

 

.

 

Определяем коэффициент теплопередачи кондукцией через воздушный зазор между нагретой зоной и корпусом.

,

 

где:

 - коэффициент теплопроводности воздуха.

Практика показывает, что коэффициент теплопередачи излучением от нагретой зоны к корпусу мало зависит от размеров нагретой зоны и корпуса и составляет приблизительно .

Определяем тепловую проводимость технологической пластины , на которых лежит МСБ. Без учета теплового сопротивления контакта между МСБ и технологической пластины определяется только материалом (сплав ВТ1-0, ) и геометрическими размерами.

 

,

 

Определим тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:

 

.

 

Рассчитываем среднеповерхностную температуру нагретой зоны:

 

°С.

 

Определяем температуру в центре нагретой зоны . Экспериментально установлено, что для конструкций микроблоков, выполненных на металлических ФЯ, перегрев в центре нагретой зоны не превышает 2…5°С. Поэтому принимаем

 

°С.