ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нормальный тепловой режим аппаратуры из "Тепловые режимы электронной аппаратуры " Обеспечение нормального теплового режима является одной из главных задач, решаемых при проектировании аппаратуры. Для решения этой задачи принимается ряд мер выбирают определенные типы элементов в зависимости от условий эксплуатации аппаратуры уменьшают мош,ности рассеяния элементов вводят в аппаратуру специальные нагреватели, разогревающие ее при отрицательных температурах среды применяют рациональное размеи1,ение элементов, узлов и блоков выбирают форму и размеры отдельных конструктивных составляющих, термостатируют узлы и блоки, наконец, применяют специальные средства охлаждения отдельных элементов и аппаратуры в целом. Как правило, меры, применяемые для обеспечения нормального теплового режима элементов и аппаратуры, приводят к увеличению габаритных размеров, необходимости установки дополнительного оборудования, перерасходу электроэнергии, увеличению веса и усложнению конструкции. Поэтому очень важно технически грамотно обосновать применяемые меры. Конструктор должен найти оптимальное решение, компромиссное между необходимостью обеспечить нормальный тепловой режим элементов и недопустимостью увеличения потребления энергии, веса, габаритов и т. д. Обоснование мер по охлаждению аппаратуры может быть получено путем расчета ее тепловых режимов или экспериментирования на тепловых и реальных макетах РЭА. Решение задач, связанных с обеспечением нормального теплового режима аппаратуры, должны выполнять специалисты, обладающие знаниями в области теплофизики и конструирования радиоэлектронной аппаратуры. [c.13] РЭА имеют различное функциональное назначение, конструкцию, размеры, компоновку узлов, системы охлаждения характеризуются различным потреблением энергии, работают в различных условиях и т. п. В настоящее время, учитывая разнообразие РЭА, не представляется возможным предложить единую теорию и метод расчета тепловых режимов всех аппаратов. Однако сопоставление различных РЭА позволяет в некоторых из них подметить общие конструктивные особенности и одинаковые физические процессы переноса тепла. [c.13] Существенное влияние на процессы теплообмена в аппаратах оказывает конструкция их корпусов. Всевозможные конструкции корпусов целесообразно разделить на герметичные, вентилируемые и снабженные специальными теплообменниками. [c.13] Корпусы вентилируемых радиоэлектронных аппаратов снабжаются различными устройствами, обеспечивающими естественный или принудительный воздухообмен между окружающей средой и внутренним объемом корпуса. При жидкостном, испарительном, кондуктивном и комбинированном охлаждении радиоэлектронных аппаратов их корпусы могут быть оснащены различными теплообменниками, конструкция и режим работы которых существенно влияет на тепловой режим аппарата. Одним из основных в теории тепловых режимов радиоэлектронных аппаратов является понятие о нагретой зоне аппарата. [c.14] Нагретой зоной называется часть объема аппарата, занятого шасси или платами и смонтированными на них элементами [13, 14]. Радиоэлектронные аппараты, состоящие из нескольких блоков, каждый из которых содержит шасси или платы с радиодеталями, существенно различающимися по форме, размерам, ориентации в пространстве, способу охлаждения и тепловой нагрузке, могут рассматриваться состоящими из нескольких нагретых зон. Деление радиоэлектронных аппаратов на однозонные и многозонные при исследовании их тепловых режимов определяется необходимостью учитывать тепловое влияние отдельных нагретых зон друг на друга. Простейшим примером РЭА, содержащих одну нагретую зону, могут служить бытовые радиоприемники или телевизоры, в которых большинство элементов установлено на одном шасси. Характер процессов теплообмена в радиоэлектронных аппаратах. в сильной степени зависит от устройства нагретой зоны аппарата. [c.14] Всевозможные нагретые зоны аппаратов можно условно разделить на три группы. К первой группе отнесем такие нагретые зоны в которых сравнительно крупные элементы (электронные лампы трансформаторы, конденсаторы и т. д.) крепятся на металлическом шасси (рис. 1-5, а). Ко второй группе отнесем нагретые зоны, в ко торых миниатюрные элементы, микросхемы и узлы крепятся к пла там (кассетам) из электроизоляционного материала (рис. 1-5, б) Количество плат в таких нагретых зонах может быть достаточно большим. Наконец, к третьей группе отнесем такие нагретые зоны, в которых отсутствуют ясно выраженные платы или шасси, и элементы расположены в объеме корпуса хаотично (рис. 1-5, в). [c.14] Если нагретая зона радиоэлектронного аппарата содержит шасси или платы, то условия теплообмена внутри аппарата существенно зависят от их ориентации. [c.14] Характер процессов теплообмена в нагретых зонах в сильной степени зависит от плотности компоновки элементов. При достаточно плотной компоновке конвекция в зазорах нагретой зоны развиться не может. В этом случае основными механизмами теплообмена внутри нагретой зоны становятся кондукция и излучение. [c.14] К одному классу, например, относятся любые радиоэлектронные аппараты, в которых нагретая зона состоит из совокупности компактно расположенных плат с элементами, а корпус герметичен. К другому классу относятся аппараты с общей принудительной вентиляцией, нагретая зона которых состоит из шасси и смонтированных на нем элементов. Заметим, что при определении класса не учитывается функциональное назначение радиоэлектронных аппаратов, т. е. блоки питания, аппаратура связи и другие устройства, обладающие общими конструктивными признаками и одинаковыми процессами переноса тепла, относятся к одному классу аппаратов. [c.15] Основные понятия и определения. В большинстве случаев для охлаждения аппаратуры необходимо усложнять конструкцию аппарата. Совокупность устройств и конструктивных элементов, применяемых для охлаждения, назовем системой охлаждения аппарата. Используемые в радиоэлектронной аппаратуре системы охлаждения разделим на воздушные, жидкостные, испарительные, кондук-тивные и комбинированные. [c.15] В зависимости от характера контакта теплоносителя и источника тепла различают системы охлаждения прямого и косвенного действия. В системах охлаждения прямого действия теплоноситель непосредственно омывает поверхности источников тепла. В системах охлаждения косвенного действия источник тепла и поверхности теплообмена разделены различными конструктивными элементами, выполняющими роль проводников тепла, так называемых тепловых мостов. [c.16] Системы охлаждения радиоэлектронной аппаратуры разделяют на системы общего и локального (местного) охлаждения. При общем охлаждении производится охлаждение всех элементов аппаратуры, при локальном — отдельных наиболее нагруженных или наименее термостойких радиодеталей и узлов. [c.16] Воздушные, жидкостные, испарительные и комбинированные системы охлаждения могут быть спроектированы по разомкнутому или замкнутому циклам. В системе, организованной по разомкнутому циклу, отработанный (нагретый) теплоноситель удаляется из системы и больше не используется. Во втором случае нагретый теплоноситель охлаждается и вновь поступает в систему охлаждения. Для охлаждения теплоносителя применяются теплообменники. [c.16] Системами охлаждения с промежуточным теплоносителем называют такие системы, в которых тепловая связь между теплоносителем, омывающим источники тепла, и окружающей средой осуществляется при помощи дополнительного контура, в котором протекает промежуточный теплоноситель. [c.16] Рассмотрим принципиальные схемы различных систем охлаждения, применяемых для охлаждения аппаратуры. [c.16] Системы воздушного охлаждения. Системы общего воздушного охлаждения аппаратуры разделяются на естественное воздушное охлаждение, внутреннее перемешивание воздуха в объеме корпуса, естественную и принудительную вентиляцию, а также обдув наружной поверхности корпуса аппарата. При локальном воздушном охлаждении отдельных радиодеталей применяется обдув их поверхностп принудительным потоком воздуха. [c.16] Естественная вентиляция радиоэлектронной аппаратуры (рис. 1-6, б) осуществляется за счет разности плотностей холодного снаружи и нагретого внутри аппарата воздуха при условии, что в его корпусе имеются специальные вентиляционные отверстия. Прн этом наружная поверхность корпуса аппарата отдает тепловую энергию в окружающую среду благодаря излучению и естественной или вынужденной конвекции. Вентиляционные отверстия выполняются в виде обычных отверстий, решеток, жалюзи. Отверстия в крышке аппарата могут быть прикрыты вентиляционными грибками. Вентиляционные отверстия часто закрывают защитными сетками, которые одновременно служат электромагнитными экранами (рис. 1-7), иногда вместо сеток устанавливают пылезащитные фильтры. При естественной вентиляции выделяющаяся в аппарате тепловая энергия конвекцией передается протекающему через него воздуху и уносится из аппарата. Часть тепловой энергии рассеивается в окружающую среду внешней поверхностью корпуса. [c.17] Внутреннее перемешивание воздуха в объеме корпуса аппарата применяется для интенсификации теплообмена между поверхностями радиодеталей и корпуса. Перемешивание воздуха осуществляется при помощи вентиляторов, устанавливаемых внутри кор-( пуса аппарата (рис. 1-6, в и г). [c.17] На рис. 1-8 схематически показана реализация воздушной системы охлаждения РЭА с принудительным обдувом корпуса и внутренним перемешиванием воздуха внутри него. [c.20] Жидкостные и испарительные системы охлаждения. Жидкостные и испарительные системы охлаждения разделяются на работающие в условиях естест елиого охлаждения, термосифонные, с внутренним перемешиванием и с принудительной циркуляцией жидкости (рис. 1-6, е—о). Жидкостные и испарительные системы охлаждения могут быть прямого и косвенного действия, работать по замкнутому и разомкнутому циклам. [c.20] Вернуться к основной статье