РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Северный (Арктический) Федеральный университет

Кафедра теплотехники

(наименование кафедры)

Иванов Александр Сергеевич

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт

ЭиТ

курс

III

группа

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине

теплообмен в электронных устройствах

На тему

расчет элемента охлаждения электронного устройства

(наименование темы)

Отметка о зачёте

(дата)

Руководитель

Орехов А.Н.

(должность)

(подпись)

(и., о., фамилия)

(дата)

Архангельск

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ, 4

1 РАСЧЁТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ 5

2 РАСЧЁТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ РАДИАТОРА 7

3.РАСЧЁТ ШИРИНЫ И ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ РАДИАТОРА 11

Список литературы 12

1 РАСЧЁТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ

Расчет коэффициентов теплоотдачи от поверхностей радиатора, изображённого на рисунке 1, к воздуху выполняем по программе ЛИТМО «Heat-11».

Рисунок 1 - Схема конвективных потоков переноса теплоты с поверхностей радиатора (показана четверть радиатора)

Средняя температура нагрева радиатора:

где t_тр._max – максимальная температура нагрева транзистора;

t_окр.ср.– температура окружающей среды.

Коэффициент теплоотдачи горизонтальной пластины при температуре окружающей среды t_окр.ср.=20⁰ С и средней температуре нагрева пластины t_п=52,5⁰ С:

;

Коэффициент теплоотдачи рёбер при температуре окружающей среды t_окр.ср.=20⁰ С и средней температуре нагрева пластины (t_п=t_тр) t_п=52,5⁰ С:

2 РАСЧЁТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ЦЕНТРАЛЬНОМ ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ РАДИАТОРА

На рисунке 2 изображена схема разбиения центрального поперечного сечения радиатора на ячейки, температура в каждой из которых принимается одинаковой по всей площади ячейки.

Рисунок 2 – Схема разбиения поперечного сечения радиатора на ячейки

По данному рисунку составляем систему уравнений баланса энергии для 26 ячеек, учитывая, что T₀=T₁:

где δ=0,003 м;

;

Корни данной системы уравнений:

Т₁=65,6⁰;

Т₂=46,2⁰;

Т₃=30,6⁰;

Т₄=30,3⁰;

Т₅=30,0⁰;

Т₆=29,7⁰;

Т₇=29,6⁰;

Т₈=29.4⁰;

Т₉=29,3⁰;

Т₁₀=29,2⁰;

Т₁₁=29,5⁰;

Т₁₂=29,3⁰;

Т₁₃=29,1⁰;

Т₁₄=29,0⁰;

Т₁₅=28,9⁰;

Т₁₆=28,8⁰;

Т₁₇=28,7⁰;

Т₁₈=28,7⁰;

Т₁₉=29,0⁰;

Т₂₀=28,8⁰;

Т₂₁=28,6⁰;

Т₂₂=28,5⁰;

Т₂₃=28,4⁰;

Т₂₄=28,3⁰;

Т₂₅=28,2⁰;

Т₂₆=28,2⁰.

Покажем распределение температур на схеме поперечного сечения (рисунок 3).

Рисунок 3 – Распределение температур по поперечному сечению радиатора

3.РАСЧЁТ ШИРИНЫ И ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ РАДИАТОРА

Теплота, отводимая с основания радиатора, по уравнению Ньютона – Рихмена:

;

где - средняя температура основания радиатора;

- длина радиатора.

Теплота, рассеиваемая с рёбер, по уравнению Ньютона – Рихмана:

где n=4 – число рёбер радиатора.

Из рассеиваемой мощности транзистора определим ширину радиатора L₁:

L₁=0,025 м.

Площадь поверхности радиатора:

Список литературы

1. Орехов А.Н., Осташев С.И. «Расчёт элемента охлаждения электронного устройства». Методические указания к выполнению РГР. АГТУ, Архангельск, 2005.-16 с. (электронный документ).