Выбор способа охлаждения

Выбор способа обеспечения нормального теплового режима, а также системы охлаждения ЭВС, как правило, производится на ранних стадиях разработки. Выбранный способ охлаждения должен обеспечить нормальный тепловой режим конструкции ЭВС. Под нормальным тепловым режимом понимается выполнение следующих условий: температура всех деталей и узлов конструкции при заданных условиях эксплуатации не должна превышать предельно допустимых температур, указанных в ТУ на детали и узлы; температуры всех деталей и узлов конструкции должны быть таковы, что обеспечивается работа устройства с заданной точностью и надежностью.

Выбор системы охлаждения производится по графикам (рис.1.8.2), которые ограничивают области целесообразного применения того или иного способа охлаждения. Эти области построены по результатам обработки статистических данных о показателях тепловых режимов реальных конструкций, расчетов показателей тепловых режимов по тепловым моделям и экспериментальных данных, полученных на макетах.

Основным показателем, определяющим области целесообразного применения способа охлаждения (рис.1.8.2), является плотность теплового потока

q_s = P/S, (1.8.2)

где Р – мощность, выделяемая внутри объема, ограниченного поверхностью теплообмена, Вт; S – площадь поверхности теплообмена.

Рис.1.8.2. Диаграмма выбора способа охлаждения: 1 – естественное воздушное; 2 – естественное и принудительное воздушное; 3 – принудительное воздушное; 4 – принудительное воздушное и жидкостное; 5 - принудительное жидкостное; 6 – принудительное жидкостное и естественное испарительное; 7 – принудительное жидкостное, принудительное и естественное испарительное; 8 – естественное и принудительное испарительное; 9 – принудительное испарительное

Вторым показателем является допустимый перегрев в конструкции

Δt_доп = t_{э min} – t_c, (1.8.3)

где t_{э min} – допустимая рабочая температура наименее теплостойкого радиоэлемента; t_c – температура окружающей среды.

Для естественного воздушного охлаждения t_c = t_{c max}, т.е. соответствует максимальной температуре окружающей среды, заданной в ТЗ. Для принудительного охлаждения t_c = t_вх, т.е. соответствует температуре воздуха (жидкости) на входе системы охлаждения.

Значения q_s и Δt являются координатами точки, попадающей в одну из областей (рис.1.8.2), каждой из которых соответствует один (незаштрихованная область) или несколько способов охлаждения (заштрихованная область). Для заштрихованных областей диаграммы, где возможно использование двух или трех различных способов охлаждения, способ охлаждения уточняется на более поздних этапах конструирования.