Конструювання обчислювальної техніки
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
nbsp;
Рис.1.11. Теплова характеристика корпус-середовище
Знаючи температуру корпуса tK можна перейти до визначення температури нагрітої зони tS. Нагріта зона простір, обмежений умовною ізотермічною поверхнею, яка зміщена в середину корпуса на певну відстань. Товщина повітряного прошарку ? між корпусом і поверхнею нагрітої зони задається в залежності від типу теплової моделі РЕЗ. На рис.1.12,а зображена нагріта зона герметичного РЕЗ з горизонтальним шассі. Нагріті елементи, що змонтовані на шассі, утворюють нагріту зону. Температура поверхні нагрітої зони tS. Тепловіддача від нагрітої зони до корпусу здійснюється через прошарок. Товщина прошарків h1 і h2 співрозмірна з розмірами нагрітої зони, тому ефективні коефіцієнти тепловіддачі визначаються за формулою (1.24).
Для РЕЗ касетного типу (рис.1.12,б) нагріта зона з корпусом утворює тонкі прошарки товщиною ?. Тому ефективні коефіцієнти тепловіддачі визначаються за формулою (1.23).
а)
б)
Рис.1.12. Нагріта зона РЕЗ з горизонтальним шассі (а) та касетного типу (б)
Температура поверхні нагрітої зони tS визначається з допомогою теплової характеристики зонакорпус. Ця теплова характеристика знаходиться аналогічно тепловій характеристиці корпус середовище згідно формулі (1.34). В результаті знаходиться перегрів ?SK і визначається температура нагрітої зони tS = tK - ?SK.
1.9.4 Максимальна температура РЕЗ
Дуже важливо знайти саме максимальну температуру нагрітої зони. Припускаємо, що джерела теплової енергії розподілені в нагрітій зоні рівномірно по всьому обєму. Це припущення дозволяє вважати, що максимальною є температура в центрі нагрітої зони, тобто в центрі паралелепіпеда.
Максимальна температура визначається формулою
, (1.35)
де V - обєм нагрітої зони, V = Lx Ly Lz (рис.1.13);
С - безрозмірний коефіцієнт.
Формулу (1.35) розглянемо спочатку для РЕЗ касетного типу. Нагріта зона апаратів цього типу вважається анізотропним тілом з різними теплопровідностями вздовж координатних осей: ?x, ?y, ?z.
Рис.1.13. Нагріта зона
Значення Lmin та ?min визначаються особливим чином. Дамо алгоритм пошуку Lmin, який є одним з розмірів L1, L2 чи h.
1. Нехай Lmin=Lx. Тоді , . Якщо при цьому виконується умова Lx<L1 та Lx<L2, то дійсно Lmin=Lx, а ?min= ?x. Якщо ця умова не виконується, то пошук продовжується.
2. Нехай тепер Lmin=Ly. Тоді , . Якщо при цьому виконується умова Ly<L1 та Ly<L2, то дійсно Lmin=Ly, а ?min= ?y. Якщо ж умова знову не виконується, то Lmin=Lz і ?min= ?z.
Тепер можна визначити й коефіцієнт С, який є функцією
.
Цю функцію реалізовано у вигляді системи графіків (рис.1.14). Визначивши значення Lmin/L1 та Lmin/L2, знайдемо на відповідній кривій точку Lmin/L2 з абсцисою Lmin/L1. Ордината цієї точки є значенням коефіцієнта С.
Задача визначення коефіцієнта С для РЕЗ з горизонтальним шассі набагато простіша. Нагріта зона в цьому випадку ізотропне тіло, у якого ?x=?y=?z=?=?min. Розмір Lmin визначається як мінімальний з трьох розмірів {Lx,Ly,Lz}. Значення С знаходимо за допомогою графіків (рис.1.14).
Рис.1.14. Графік для визначення коефіцієнта С
1.9.5 Температура в довільній точці
Щоб визначити температуру довільної точки В нагрітої зони потрібно з центру О нагрітої зони через точку В провести промінь до перетину з поверхнею нагрітої зони в точці А (рис.1.15).
Рис.1.15. Температура довільної точки
Температуру на кінцях відрізка АВ вважаємо визначеною. Приймаємо, що вздовж цього відрізка температура змінюється лінійно. Тоді температура в точці В
. (1.36)
1.10 Типові теплові моделі РЕЗ
Теплові процеси в РЕЗ досить складні і тому піддаються лише наближеному математичному опису. Теплова модель повинна бути якомога простішою, але при цьому вона повинна відображати найбільш суттєві теплові властивості конструкції РЕЗ. Велику різноманітність теплових моделей можна звести до двох типів:
- моделі, що мають виділену нагріту зону, поверхня якої є ізотерма. Такі моделі відповідають або апаратам з відносно великими деталями на шасі (рис.1.16,а), або апаратам з великим проміжком (рис.1.16,б).
- моделі, весь обєм яких є умовна теплова зона. Відповідають апаратам з щільним компонуванням. Сукупність касет ідеалізується як однорідне тіло з теплопровідностями
(рис.1.16,в).
Рис. 1.16. Типи теплових моделей
На базі цих двох основних типів моделей описуються певні теплові процеси в залежності від того, яка система забезпечення теплового режиму використовується.
Нормальний тепловий режим РЕЗ забезпечується спеціальними пристроями системами забезпечення теплового режиму (СЗТР). СЗТР підрозділяються на дві великі групи системи охолодження (СО) та системи термостабілізації (СТ). Системи охолодження можуть мати загальне або локальне призначення. Розглянемо способи охолодження РЕЗ, що визначають основні типи СО [1-8].
Вільне повітряне охолодження. Цей спосіб не потребує спеціальних пристроїв, найбільш простий, економний і надійний, бо не потребує додаткової енергії. Розрізняють дві основні схеми вільного повітряного охолодження РЕЗ: герметичні РЕЗ ( рис. 1.16) та перфоровані РЕЗ (рис. 1.17).
а) б)
Рис. 1.17 Схема п