ДЕЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ ВУЗЛІВ РЕА З УРАХУВАННЯМ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМУ

SOME FEATURES OF THE DESIGN OF RED NODES TAKING INTO ACCOUNT THE PROVISION OF THERMAL CONDITIONS

Vladislav Mudrak

 student, Department of Electronic Means and Information and Computer Technologies, Odessa National Polytechnic University,

Ukraine, Odessa

Oleg Tsyganov

Candidate of techical sciences, docent, Odessa National Polytechnic University,

Ukraine, Odessa

Анотація. В роботі розглянуті питання дослідження теплових полів радіаторів різних типів шляхом моделювання в середовищі SolidWorks.

Ключові слова: тепловий режим, радіатор, моделювання.

Проблема забезпечення нормального теплового режиму в РЕА є однією з найважливіших проблем конструювання, і розробки радіоелектронної апаратури. Тепловий режим всієї апаратури вважається нормальним, якщо забезпечується нормальний тепловий режим всіх його елементів без виключення.

Забезпечення необхідного теплового режиму РЕА часто поділяють на дві категорії: завдання забезпечення теплового захисту тепловиділяючих елементів (транзисторів, мікросхем  т.ін.), і завдання теплового захисту вузла.

У першому випадку завдання тепловідведення в загальному зводиться до утримання температури тепловиділяючих елементів при температурі, що не перевищує зазначеної для них максимальної робочої температури.

У другому випадку завдання вирішується комплексно для всього вузла, блоку, пристрої в цілому.

Одним з варіантів відводу тепла від теплонавантаження елементів є використання радіаторів. Як правило, одним з параметрів, що задається при розрахунку радіатора, є температура навколишнього середовища. Однак, являючись тепловідводом, радіатор в парі з "захищеним" елементом стає об'ємним випромінювачем теплової енергії.

Відповідно до цього, елементи, що потрапляють в зону теплового випромінювання такого теплового комплексу, будуть зазнавати додаткових теплових навантажень. Зрозуміло, що уникнути цього можна тільки шляхом відповідного розміщення елементів. Однак, перш ніж вирішувати питання про розміщення елементів необхідно мати інформацію про структуру теплового поля, створюваного тепловим комплексом. Ця інформація буде корисна і в тому випадку, коли наявні елементи допускають деякий перегрів.

Зменшити вплив теплового комплексу можливо шляхом вибору відповідного радіатора, задаючись температурою навколишнього середовища, який допускає ненавантажений тепловий режим елементів, і оточуючий тепловий комплекс. Однак, зниження цього параметра природно призведе до збільшення площ розсіювання радіатора, і, відповідно, до збільшення його габаритів і, як наслідок, до збільшення габаритів проектованого пристрою.

Метою цієї роботи є дослідження залежностей характеристик теплового поля радіаторів різних типів.

Дослідження проводилися за допомогою моделювання в середовищі пакета SolidWorks. Результати моделювання у вигляді теплових полів для радіаторів різних типів наведені на рисунках 1 – 6. Моделювання проводилося при одній потужності розсіювання.

На рис. 1,2 наведений розподіл теплового поля для радіатора пластинчастого типу при різних напрямках повітряного потоку, на рис.3,4 - розподілу теплового поля для ребристих радіаторів з різним числом ребер, на рис. 5 - для штирьового радіатора, на рис. 6 - наведено розподіл теплового поля всередині герметичного корпусу з 5-ти ребровим радіатором.

Як видно з рис. 1 і 2, теплове поле радіатора істотно залежить від направлення руху повітря. При русі перпендикулярно пластині, на пластині спостерігається яскраво виражена теплова зона, розташована в центрі пластини з температурою 96 °С. При поздовжньому напрямку руху повітря сама нагріта теплова зона зміщується до краю по ходу повітряного потоку і досягає 103 °С.

Рис.1 Розподілу теплового поля радіатора пластинчастого типу з різним напрямком повітряного потоку

Рис. 2 Розподілу теплового поля радіатора пластинчастого типу з різним напрямком повітряного потоку

Наведені результати моделювання ребристих радіаторів на рис. 3,4 показали залежність розподілу теплового поля від ступеня ребристості радіатора, з ростом числа ребер ступінь нагріву радіатора в зоні найбільшого нагріву зменшується від 78 °С до 51 °С при концентрації нагрітих зон біля основи ребер.

Рис. 3 Розподіл теплового поля для ребристих радіаторів з різним числом ребер

Рис. 4 Розподіл теплового поля для ребристих радіаторів з різним числом ребер

Рис. 5 Розподіл теплового поля для штирьового радіатора з різним числом ребер

Рис.6 Розподіл теплового поля всередині герметичного корпусу з 5-ти ребровим радіатором

Для штирьового радіатора характерно рівномірне теплове поле з максимальною температурою 50 °С.

Література:

1. SolidWorks. Комп'ютерне моделювання в інженерній графіці / Алямовская А.А., Собачкін А.А., Одинцов Е. В., Харитонович А. І., Пономарьов Н. Б., - СПб .: БХВ - Петербург. 2005. – 800 с.