ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые закономерности теплообмена системы тел из "Основы тепло- и массообмена" Принцип суперпозиции температурных полей. Основная сложность расчета теплового режима электронных аппаратов связана, с трудностью чета взаимного влияния многочисленных тел с источниками теплоты. Попытка точного аналитического описания температурных полей такой системы тел становится бессмысленной не только из-за громоздкости задачи, но и благодаря неточному знанию входной информации, необходимой для расчета (мощность-источников, коэффициенты теплоотдачи, теплофизическке свойства тел). Выход из указанных затруднений связан с приближенным анализом, в котором используются различные общие закономерности теплообмена систем тел. Некоторые практически наиболее важные для рассматриваемой задачи закономерности изложены в этой главе. [c.154] Принцип местного влияния. При исследовании температурных полей системы тел необходимо учитывать условия теплообмена на границах тел. Из-за большого количества таких границ задача на-Столыю усложняется, что анализ температурного поля может стать нецелесообразным. Однако возможен более простой способ исследования температурного поля сложной системы тел, основанный на использовании следующей закономерности (принцип местного влияния) любое местное возмущение температурного поля является локальным, т. е. не распространяется на удаленные участки поля. [c.155] Иногда возмущение температурного поля может быть связано с неоднородностью материалов, составляющих систему. Например, собранный из многих микромодулей узел (см. рис. 1.1,6) состоит из различных материалов, теплопроводности которых могут отличаться на несколько порядков (медные провода и воздух имеют отношение ЯмДв=2 10 ). На границе различных материалов резко изменяется градиент температуры, но на достаточном расстоянии от неоднородностей последние практически не влияют на характер температурного поля. [c.156] Напротив, при определении собственного перегрева необходимо (опять-таки на основании принципа местного влияния) более детально учитывать физические и геометрические особности области /. Применение принципа местного влияния требует обоснования в каждом конкретном случае отдельные рекомендации можно найти в 3.2 и в [10, 14]. [c.157] Переход от системы тел к квазиоднородному телу. Некоторые РЭА содержат большое количество одинаковых в конструктивном отношении элементов (деталей, модулей, твердых схем, ферритовых ячеек и т. п.), повторяющихся во всех трех измерениях. Например, на рис. 1.1,6 представлен узел аппарата, состоящий из большого количества модулей. При этом возможны некоторые отклонения размеров, равномерности заполнения платы элементами, рассеиваемой элементами мощности. Из подобных узлов может быть спроектирован блок, схематически представленный на рис. 3.3, а. При анализе теплового режима таких устройств их можно рассматривать как квазиоднородное тело, теплофизические свойства которого таковы, что температурные поля реального и квазиоднородного тел мало различаются. [c.157] Во многих случаях возможен следующий общий прием перехода от неоднородного тела к квазиоднородному. Пусть нагретая зона состоит из одинаковых элементов, которые распределены в пространстве с определенной закономерностью (рис. 3.3, а). Такая система обладает дальним порядком, т. е. в любом направлении геометрические и физические свойства системы периодически повторяются. В системе с дальним порядком можно выделить наименьший объем, многократно повторяя который получаем исходную систему. Такой объем назовем элементарной ячейкой, на рис. 3.3, а он заштрихован, а на рис. 3.3, б изображен отдельно. Можно показать, что эффективная теплопроводность К элементарной ячейки и всей системы с дальним порядком совпадают. Поэтому определение эффективной теплопроводности блока в различных направлениях е=х, у, г сводится к более простой задаче —определения Яе для элементарной ячейки. [c.157] В приложении Б.6 содержатся формулы для расчета эффективных теплопроводностей наиболее распространенного класса блоков РЭА. Подробное обоснование изложенного выше метода сведения системы тел с упорядоченной структурой к квазиоднородному телу и вывод расчетных формул можно найти в [3, 10]. [c.157] Определить эффективную теплопроводность зоны. [c.158] При обосновании (3.7) предполагалось, что в окрестностях нулевой точки функции у1=Цх1) линейно зависят от аргумента х-,. [c.159] Границы допустимой области использования формулы (3.7) определяются требуемой точностью. [c.159] Далее выбирается какой-либо типичный случай, т. е. фиксируются 9к°, е°, Р°, Лк° и аналитически или экспериментально определяется перегрев к° ——t . [c.159] Итак основная проблема сводится к установлению функциональной зависимости Ок=/( к, к, е, р), а степень ее громоздкости не является помехой, так как можно на основе ее анализа получить простые формулы типа (3.8), которые обладают большой наглядностью [10]. [c.160] Вернуться к основной статье