Практическая работа.№14docx. Расчёт радиатора
 Скачать 23.55 Kb.
|
|
Практическая работа № 14 Тема: Расчёт радиатора Цель: Отработать навыки в расчёте и выборе радиатора. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: Общие сведения. Теплопроводность – это способность тела передавать теплоту от точек с более высокой температурой к точкам с более низкой температурой. Теплопровдность определяется величино й тепловой проводимости ( 1/ R/t ). Радиаторами называют устройства, предназначенные для отвода теплоты от отдельных сильно нагревающихся устройств в окружающее пространство. Требования к радиаторам: - минимальное тепловое сопротивление в месте контактирования источника тепловой энергии с радиатором; - максимально возможная поверхность радиатора , отдающая теплоту в окружающее пространство; - минимальное тепловое сопротивление радиатора; Известные конструкции радиаторов: - штырьковый; - в виде пластин с рёбрами; - пластины без рёбер; Наибольшей поверхностью и теплоотдачей обладает штырьковый, затем пластинчатый с рёбрами. Для обеспечения малого теплового сопротивления между корпусом мощного транзистора и радиатором необходимо создать большую площадь соприкосновения между ними. С этой целью поверхность радиатора в месте соприкосновения с корпусом транзистора тщательно обрабатывают, чтобы микронеровности поверхности не сокращали резко фактическую площадь теплового контакта. Для улучшения теплового контакта дополнительно вводят прокладку из мягкого и хорошо теплопроводящего материала(отожжённая медь) или специальные теплопроводящие пасты. РАСЧЁТ РАЗМЕРОВ ПОВЕРХНОСТИ РАДИАТОРА И ПРЕВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ Исходные данные: -температура окружающей среды tc  -мощность рассеиваемая транзистором Р (VT), Вт -требуемая мощность с теплоотводом Рвых, Вт -тепловое сопротивление коллекторный переход-корпус транзистора Rпк, задаётся в ТУ -условия теплового контакта – без прокладок и пасты -допустимая температуо  ра коллекторного перехода или корпуса транзистора tпер.max, -средний перегрев поверхности радиатора  -условия охлаждения (естественная конвекция, принудительное охлаждение) РАСЧЁТНЫЕ ФОРМУЛЫ: Тепловое сопротивление тела в общем случае определяется по формуле RT= / S т ( 1)Где - длина тела, мS – площадь поперечного сечения тела, м  - коэффициент теплопроводности материала тела, Вт/ (м * град) смотри Таблицу-1Таблица-1 Значения коэффициента теплопроводности
Тепловое сопротивление места теплового контакта корпуса мощного транзистора без прокладок и пасты определяется по приближённой формуле Rlт = 2,2/ Sк (2) Где Rlт – тепловое сопротивление места теплового контакта, град/Вт Sк – площадь контактной поверхности двух тел Мощность, отдаваемая за счёт теплопроводности однородным телом с постоянным сечением определяется по формуле: Рт =  (3)Где  - разность температур между концами проводящего тела (или превышение температуры), градRt – тепловое сопротивление Используя формулу (3) можно найти превышение температуры корпуса транзистора (  над температурой радиатора в месте установки транзистора tl = РvT RlT (4)Где РvT - мощность, выделяемая в транзисторе,(задаётся в ТУ на транзистор или в справочнике); RlT – тепловое сопротивление контактной поверхности радиатора с корпусом транзистора, град/ Вт; РАСЧЁТ РАЗМЕРОВ РАДИАТОРА- ПЛАСТИНЫ Для предварительной оценки величины теплообменной поверхности Sпл радиатора-пластины используется график, изображённый на Рисунке -1. График построен для условий естественной конвекции при нормальном давлении и толщине пластины (2-3)мм Площадь радиаторной пластины равна Sр = S плто/2 (5) Площадь, занимаемую транзистором, не вычитают из общей поверхности теплообмена. Расчёт производится для двух случаев : 1 С учётом излучения 2 Без учёта излучения Окончательно размеры радиатора выбирают с некоторым запасом (20-30 )  ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: 1 Получить задание на расчёт, печатный узел РЭС с вариантом теплоотвода 2 Выпишите в отчётныё лист исходные данные для вашего варианта из Приложения А 3 Произведите обоснованный выбор типа радиатора. При выборе учитываются: - требуемая выходная мощность Рвых - допустимые габариты радиатора в конструкции изделия - условия охлаждения (естественная конвекция, принудительное охлаждение) 4 Произведите расчёт площади радиатора Sр по формуле (5) для двух случаев С учётом излучения Без учёта излучения Выберите окончательную площадь с учётом запаса 20-30 Рассчитайте по формуле (2) тепловое сопротивление контакта без прокладок и пасты (Rlт) Рассчитайте по формуле (4) превышение температуры корпуса транзистора (  ) над температурой радиатора в месте установки транзистора.5 Сделайте выводы СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА 1 Тема, цель работы. 2 Краткое содержание хода работы. 3 Эскиз рассчитанного радиатора. 4 Данные расчётов. 5 Выводы по работе. 6 Письменные ответы на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1 Перечислите основные требования к радиаторам. 2 Приведите примеры основных видов конструкций радиаторов. 3 Обоснуйте, какой вид конструкции радиатора обладает наилучшей теплоотдачей . Литература: Фрумкин Г.Д. «Расчёт и конструирование радиоаппаратуры» §16.2 с.445-447
0 2 10 20 Р,Вт Рисунок 1- График для определения поверхности теплообмена пластины(сплошные линии- с учётом излучения, пунктирные – без учёта излучения) Приложение А
|
