Файл: Курсовой проект по дисциплине Теплофизические процессы в электронных средствах тема Расчет тепловых характеристик блоков эс при различных условиях охлаждения..docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.10.2023

Просмотров: 36

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


– сопротивление переход-корпус = 5 оС/Вт.

Максимальная температура нагрева транзисторов равна 90 ℃.

Площадь поверхности основания транзистора рассчитывается по формуле площади прямоугольника (29):
(29)
где – длинна и ширина транзистора равные 10 мм и 8,1 мм.

Площадь поверхности основания А=0,00008 м2.

Далее рассчитывается средняя температура поверхности радиатора (30):
, (30)
где – тепловое сопротивление корпус-радиатор равное 1 оС/Вт.

Средняя температура поверхности радиатора ts=73 .

Отношение мощности к площади поверхности основания транзистора рассчитывается согласно формуле (31):
. (31)
Отношение мощности к площади поверхности основания транзистора Ф = 148148 Вт/м2.

Разность температур между поверхностью радиатора и окружающей средой определим из формулы (32):
, (32)
где – температура среды равная 42 .

Разность температур между поверхностью радиатора и окружающей средой =31 .

Для подбора радиатора необходимо воспользоваться графиком (рисунок 5), по которому эмпирическим метом найти удовлетворяющую конструкцию радиатора.



Рисунок 5 - График определения типа радиатора
Наиболее близка к точке попадания кривая 12. Это игольчато-штырьевой радиатор.



Рисунок 7 - Игольчато-штыревой радиатор
Размеры задаются произвольно:

  1. Высота штырей h – 30 мм;

  2. Нижнее основание штыря d – 2 мм;

  3. Верхнее основание штыря b – 2 мм;

  4. Шаг штырей S – 3 мм;

  5. Толщина пластины δ – 2 мм.

В качестве материала радиатора выбран алюминий (ГОСТ 4784-97) со степенью черноты ε=0,31 и коэффициентом λ = 210 Вт/м2оС.

Температурный напор вычисляется по формуле (29):
(29)
Температурный напор = 53 оС.

Критерий Грасгофа вычисляется по формуле (30):
(30)
где dэкв эквивалентный диаметр штыря равный 2 мм.

Критерий Грасгофа

Критерий Нуссельта вычисляется по формуле (31):

(31)
Критерий Нуссельта Nu=1,2.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией вычисляется по формуле (32):
. (32)
Коэффициент теплоотдачи конвекцией ак=19,5.

По графику на рисунке 8 определяется коэффициент теплоотдачи излучением.


Рисунок 8 – коэффициент теплоотдачи излучением
Коэффициент теплоотдачи излучением равен 3,5.

Общий коэффициент теплоотдачи рассчитывается вычисляется по формуле (33):
(33)
Общий коэффициент теплоотдачи а =19.

Далее рассчитывается периметр поперечного сечения штыря вычисляется по формуле (34):
(34)
Периметр поперечного сечения штыря u=0,006 м.

Площадь поперечного сечения штыря вычисляется по формуле (35):
(35)
Площадь поперечного сечения штыря f=0,000003 м2.

Далее необходимо найти коэффициент X, необходимый для дальнейших расчетов вычисляется по формуле (36):
(36)
Коэффициент X=13,5.

Теплоотдача единичного штыря вычисляется по формуле (37):
(37)
где – вспомогательный коэффициент равный 1,14.

Теплоотдача единичного штыря
=0,204 Вт.

Общее количество штырей радиатора вычисляется по формуле (38):
. (38)
где – вспомогательный коэффициент равный 0,6.

Общее количество штырей радиатора n=37 шт.

Площадь основания теплоотвода вычисляется по формуле (39):
(39)
где S – шаг между штырями равный 3 мм;

Sпр – площадь поверхности транзистора равная 81 мм2.

Площадь основания теплоотвода равна 0,0004 м2, а стороны радиатора 20 мм.

В результате расчета был получен радиатор из алюминия со следующими размерами:

  1. Высота h – 30 мм;

  2. Нижнее основание штыря d – 2 мм;

  3. Верхнее основание штыря b – 2 мм;

  4. Шаг штырей S – 3 мм;

  5. Толщина пластины δ – 2 мм;

  6. Количество штырей n – 37 шт;

  7. Стороны пластины – 20х20 мм.

Расчет рассеиваемой мощности радиатором представлен в формуле (42):
(42)
Рассеиваемая мощность радиатором равна 12 Вт.
Приложение А

Приложение Б




3

Смотрите также файлы