Введення
Повітряне охолодження в даний час є основним способом забезпечення теплового режиму РЕА. Це пояснюється простотою конструкції, надійністю, зручністю експлуатації і ремонту РЕА з повітряним охолодженням. Аналіз теплонавантажених РЕА, що випускається і розроблюваної промисловістю, показує, що більше 97% все апаратури має повітряне охолодження, причому близько 95% випускається з примусовим повітряним охолодженням.
Природне повітряне охолодження є найбільш простим, надійним і дешевим способом охолодження РЕЗ, що не вимагає витрат додаткової енергії. Проте інтенсивність такого охолодження невелика, тому він використовується при невеликих питомих потужностях розсіювання тепла q. При природному повітряному охолодженні конвективний теплообмін здійснюється між елементами РЕЗ та повітрям, причому повітря перемішується за рахунок теплової енергії.
Розрізняють дві основні схеми природного повітряного охолодження блоків (РЕМ2) і стійок (РЕМ3) РЕЗ: з герметичним або перфорованим кожухом. У герметичному (або пилозахищеному) кожусі конвективний теплообмін здійснюється від елементів РЕМ до повітрю всередині апарату, від повітря до кожуха, від кожуха до навколишнього середовища. При перфорованому кожусі конвективний теплообмін в основному відбувається між елементами РЕА і навколишнім середовищем за допомогою повітря, що проникає крізь отвори.
При створенні методики розрахунку використовувалися експериментальні дані по теплових режимам реальних РЕА різного конструктивного виконання: на шасі, з касетами і змішаній конструкції. Тепловий режим цих РЕА визначається при нормальному і зниженому атмосферному тиску, причому в деяких випадках для інтенсифікації теплообміну застосовувалися або зовнішній обдув корпусу, або внутрішньо перемішування повітря. З аналізу експериментальних даних випливає, що перегрів нагрітої зони нелінійно зростає зростанням питомої потужності зони і зменшується із зростанням коефіцієнта перфорації, асимптотично наближаючись до деякої постійної величини.
Для полегшення користування методикою теплового розрахунку РЕА з природним повітряним охолодженням наведемо приклади розрахунку по ряду алгоритму.
теплової повітряний охолодження
Вихідні дані для розрахунку теплового режиму блоків різної конструкції
Варіант 3.
Герметичний блок з внутрішнім перемішуванням:
Р=200 Вт - потужність розсіюється в блоці;
а) Рел=4 Вт - тепловий потік, розсіюється елементом;
б) Рел=6 Вт;=0,2 м, l2=0,3 м, l3=0,25 м - горизонтальні і вертикальні розміри корпусу блоку;=20 10-3 м2; ел =4 10-3 м2 - площа теплоотдающей поверхні елемента;
Кз=0,5 - коефіцієнт заповнення;
Тс=40 (313 К) - температура навколишнього середовища; в=50 10-3 кг/с - продуктивність вентилятора.
Герметичний блок з ребрами корпусом:
Р=200 Вт; k3=0,5;
а) Рел=4 Вт; б) Рел=6 Вт;
Тс=40;=0,2 м, l2=0,3 м, l3=0,25 м; кр=0,16 м2;
Н1=5,3 104 Па - атмосферний тиск зовні корпусу апарату;
Н2=9104 Па - атмосферний тиск всередині корпусу апарату;=20 10-3 м2; Sел=4 10-3 м2.
Блок в перфорованому корпусі:
Р=200 Вт;
а) Рел=3 Вт; б) Рел=4 вт; в) Рел=Вт; k=0,7;=0,35 м, l2=0,4 м, l3=0,25 м;
) Sел=2,710-3 м2; 2) Sел=7,710-3 м2; 3) Sел=210-3 м2;=500 - кількість перфораційних отворів;=810-3 - діаметр перфораційного отворів;
Н1=0,1 МПа; Тс=20 (293 К);
Розрахунок теплового режиму РЕА при природному повітряному охолодженні
Розрахунок теплового режиму блоку в герметичному корпусі з внутрішнім перемішуванням.
Метою розрахунку є визначення температур нагрітої зони і середовища поблизу поверхні ЕРЕ, необхідних для оцінки надійності. Зазвичай проводиться розрахунок для найбільш критичного елемента, т. Е. Елемента, допустима позитивна температура якого має найменше значення серед всіх елементів, що входять до складу пристрою і утворюють нагріту зону.
Розраховуємо поверхню корпусу блоку:
Розраховуємо умовну поверхню нагрітої зони:
Знаходимо питому потужність:
Знаходимо питому потужність нагрітої зони:
Визначаємо по малюнку (4.6) коефіцієнт в залежності від питомої потужності корпусу блоку:
.
Визначаємо коефіцієнт в залежності від питомої потужності нагрітої зони по малюнку (4.4).
Знаходимо коефіцієнт, що залежить в...
