ТЕПЛОВІ І МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРОННИХ ЗАСОБІВ
План
1 Тепловий режим блоків МЕА
2 Розрахунок теплових режимів МЕА
3 Механічні дії на МЕА
4 Захист блоків МЕА від механічних впливів
1 Тепловий режим блоків МЕА
Під тепловим режимом радіоелектронного блоку розуміють простору-часу розподіл температури в ньому. Тепловий режим залежить від кількості розсіюється в блоці і вважається нормальним, якщо температури всіх елементів конструкцій блоку в заданих умовах експлуатації не перевищує гранично-допустимих за ТУ.
Відомо, що, як правило, велика частина всієї споживаної радіоапаратом потужності розсіюється у вигляді тепла в ньому, що може створити небезпечні перегріви термочутливих елементів (безкорпусних транзисторів, діодних матриць, феритових сердечників і т.п).
Передача теплової енергії, що розсіюється в блоці, осушествляется відомими трьома способами: конвекцією, випромінюванням і теплопровідністю. Причому для апаратури, що працює в умовах космосу, основними видами передачі тепла є теплопровідність і випромінювання. Теплопередача здійснюється від ІВ до їх підстав (рамкам, друкованим платам), від них тепло передається корпусу і далі в навколишній простір.
Передача тепла за допомогою конвекції підкоряється законам Ньютона:
Р1 = AК * S * J
де Р1-кількість тепла, що переноситься газом або рідиною в одиницю часу від однієї поверхні блоку до іншої або в навколишнє середовище, Вт;
AК- коефіцієнт конвекції, Вт/м2 0С;
S-площа поверхні тепловіддачі, м2;
J- величина перегріву поверхонь відносно один одного або щодо навколишнього середовища, 0С.
Конвекція буває природною і примусовою. В умовах природної конвекції відбувається передача тепла від корпусу блоку в навколишнє середовище. Для цього випадку величина AК може досягати близько 4 Вт/м2 0С. Проте у ряді випадків такий вид передачі не задовольняє вимогам нормального теплового режиму блоку, і тоді застосовують примусове повітряне охолодження за рахунок обдування корпусу спеціальними повітродувками. Це різко змінює режим тепловіддачі і збільшує коефіцієнт конвекції в кілька десятків разів. Слід мати на увазі, що застосування повітродувок є доцільним лише за наявності нормальною або близькою до неї щільності повітря. В умовах же розрядженого простору їх застосування марно. У зв'язку з цим рекомендується застосування систем рідинного охолодження, ефективність якого в порівнянні з повітряним зростає в 2-4 рази. Залежно від способу перенесення тепла рідиною розрізняють власне рідинні системи охолодження і системи, що використовують принцип перенесення тепла за рахунок випаровування і конденсації рідини. Один з варіантів першого способу являє собою металеві напаяні трубки, розташовані в основі блоку або між осередками, в які протікає охолоджуюча рідина (етиловий або метиловий спирт, вода). Система охолодження, побудована на принципі випаровування рідини фреону, являє собою В«теплову трубу В», один торець якої контактує зВ« гарячим В»блоком, а інший виводиться за блок і охолоджується. У гарячого торця рідина випаровується і під тиском і компресора надходить до холодного торця, де конденсується. Далі по капілярах В«теплової трубиВ» вона знову повертається до гарячого торця, тобто система має замкнутий цикл.
Застосування систем примусового охолодження може збільшити коефіцієнт конвекції на кілька порядків, проте це викликає значне збільшення ваги і об'єму МЕА, тому в кожному конкретному випадку необхідно виявити можливості їх застосування.
У принципі збільшення тепловіддачі конвекцією може бути досягнуто шляхом збільшення поверхні блоку МЕА або збільшенням температурного перегріву. Однак перше суперечить ідеї мікромінітюарізаціі, а друге обмежено температурою навколишнього середовища.
У цілому можливості підвищення тепловідведення конвекцією в МЕА істотно обмежені.
Кількість тепла відводиться від блоку за допомогою випромінювання (Лучеиспускания), може бути розрахована за формулою:
P2 = AК * S * J
де P2-кількість тепла стерпного електромагнітними хвилями в одиницю часу, від однієї поверхні до іншої або в навколишнє середу, Вт;
S-поверхня тепловіддачі, м2;
J- температурний перегрів 0С;
AК- коефіцієнт лучеиспускания, Вт/м2 0С;
Коефіцієнт лучеиспускания визначається як:
О±к = О•пр * П† * Ж’ (t1, t2),
де Eпр-наведений ступінь чорноти поверхні (Приймається у МЕА рівній 0,8);
П†-коефіцієнт опромінення (що дорівнює 1);
Ж’ (t1, t2) - значення функції, яке визначається за таблицею залежно від температур ізотермічних поверхонь тіл або середовища;
Передача тепла за допомогою теплопровідності (кондукції) підпорядкована узагальненому закону Фур'є:
...
