Степень черноты различных поверхностей

Материал	ε
Алюминий полированный	0,05
Алюминий окисленный	0,25
Алюминий грубополированный	0,18
Алюминиевая фольга	0,09
Асбестовый картон	0,96
Бронза полированная	0,16
Бумага	0,92
Вольфрам	0,05
Графит	0,75
Дюралюминий (Д16)	0,39
Железо полированное	0,26
Золото	0,10
Ковар	0,82
Краски эмалевые	0,92
Лак	0,88
Латунь полированная	0,03
Латунь прокатанная	0,20
Медь полированная	0,02
Медь окисленная	0,65
Муар	0,90
Масляные краски	0,92
Никель полированный	0,08
Олово (луженое кровельное железо)	0,08
Платина	0,10
Резина твердая	0,95
Резина мягкая	0,86
Серебро полированное	0,05
Сталь никелированная	0,11
Сталь окисленная	0,80
Стальное литье	0,54
Саиса	0,96
Стекло	0,92
Силумин	0,25
Титан	0,63
Фарфор	0,92
Хром полированный	0,10
Цинк	0,25
Щелак черный матовый	0,91

для ламинарного режима

Таблица 6

Теплофизические параметры сухого воздуха

при давлении 101,3 · 10³ Па

t _m, ° C	λ _m, x 10², ВТ/(м·К)	V _m, x10⁶ м²/с	Pr	P, кг/м³
- 50	2,04	9,23	0,728	1,584
- 20	2,28	12,97	0,716	1,390
	2,44	13,28	0,707	1,295
	2,51	14,16	0,705	1,247
	2,60	15,06	0,703	1,205
	2,68	16,00	0,701	1,165
	2,76	16,96	0,699	1,128
	2,83	17,95	0,698	1,093
	2,90	18,97	0,696	1,090
	2,97	20,02	0,694	1,029
	3,05	21,09	0,692	1,000
	3,13	22,10	0,690	0,972
	3,21	23,13	0,688	0,946
	3,34	25,45	0,686	0,898

для турбулентного режима

где λ_m – теплопроводность газа, для воздуха значение можно выбрать из табл. 6; N_i – коэффициент, учитывающий ориентацию поверхности корпуса:

8. Определяем тепловую проводимость σ _к между поверхностью корпуса и

окружающей средой:

(47)

где S _н, S _в, S _б – площади нижней, верхней и боковой поверхностей корпуса блока соответственно;

S _н = S _в = L ₁ · L ₂; S _б = 2 L ₃(L ₁ + L ₂).

Для более эффективного отвода тепла, часто применяют блоки ИВЭП с оребренными поверхностями. Если перед конструктором ставится задача провести тепловой расчет для такого типа блока вторичного электропитания, то ему необходимо дополнительно определить эффективный коэффициент теплообмена α_эф_i оребренной i -й поверхности, который зависит от конструкции ребер и перегрева корпуса относительно окружающей среды. Определяется α_эф_i так же, как при расчете радиаторов (см. расчет радиаторов, п. 5.5).

После определения эффективного коэффициента теплообмена α_эф_i, переходят к расчету тепловой проводимости всего корпуса σ _к, которая состоит из суммы проводимостей не оребренной σ _{к 0} и оребренной σ _{к р} поверхностей:

где σ _{к 0} рассчитывается по формуле (47), но без учета оребренной поверхности;

где S _pi – площадь основания оребренной поверхности; N _i – коэффициент, учитывающий ориентацию этой поверхности.

9. Рассчитываем перегрев корпуса блока ИВЭП во втором приближении θ _к0:

где К _КП – коэффициент зависящий от перфорации корпуса блока К _П; К _Н1– коэффициент учитывающий атмосферное давление окружающей среды.

График, по которому можно определить коэффициент К _Н1, изображен на рис. 9, а коэффициент К _КП на рис. 14.

Коэффициент перфорации определяется по (11) – (13), и по графику изображенному на рис. 8.

10. Определяем ошибку расчета:

Если δ ≤ 0,1, то расчет можно считать законченным. В противном случае следует повторить расчет температуры корпуса блока вторичного электропитания для другого значения θ _к, скорректированного в сторону θ _{к 0}.

11. Рассчитываем температуру корпуса блока:

На этом первый этап расчета теплового режима блока ИВЭП окончен.

Рис. 14

Этап 2. Определение среднеповерхностной температуры нагретой зоны.

1. Вычисляем условную удельную поверхностную мощность q _з нагретой зоны блока по формуле (19).

2. Из графика на рис. 7 находим в первом приближении перегрев нагретой зоны θ _з относительно температуры, окружающей блок среды.

3. Определяем коэффициенты теплообмена излучением между нижними α_злн, верхними α_злв и боковыми α_злб поверхностями нагретой зоны и корпусом:

где ε _П_i – приведенная степень черноты i -й поверхности нагретой зоны и корпуса:

ε _з_iи S

_з_i – степень черноты и площадь i -й поверхности нагретой зоны.

Рис. 15

4. Для определяющей температуры t _m = (t _k + t ₀ + θ _з)/2 и определяющего размера h _i находим число Грасгофа Gr_hi и Прандтля Pr (формула (43) и табл. 6).

5. Рассчитываем коэффициенты конвективного теплообмена между нагретой зоной и корпусом для каждой поверхности;

для нижней поверхности

(52)

для верхней поверхности

для боковой поверхности

6. Определяем тепловую проводимость σ_зк между нагретой зоной и корпусом:

где К _σ – коэффициент, учитывающий кондуктивный теплообмен:

– удельная тепловая приводимость от модулей к корпусу блока, зависит от усилий прижима к корпусу (рис. 15); при отсутствии прижима σ = 240 ВТ/(м²·К); S _λ – площадь контакта рамки модуля с корпусом блока.

Таблица 7

Теплофизические свойства материалов

Материал	Коэффициент теплопроводности, λ, ВТ/(м·К)
Алюминий
Бронза
Латунь	85,8
Медь
Сталь	45,5
Асбестовая ткань	0,169
Асбест листовой	0,116
Слюда	0,583
Пластмасса полихлорвиниловая	0,443
Фторопласт – 4	0,25
Полистирол	0,09…0,14
Эбонит	0,163
Стеклотекстолит	0,24…0,34
Стекло	0,74
Фарфор	0,834
Картон	0,231
АЛ – 9
АЛ – 2
АМЦ
Пенопласт ПВХ – 2	0,04
Пенополиуретан ЭПЭ	0,06

7. Рассчитываем нагрев нагретой зоны θ _з0 во втором приближении:

где K _w – определяем по графику изображенному на рис. 11; K _н2 – определяем по графику (рис. 10).

8. Определяем ошибку расчета

Если δ < 0,1, то расчет окончен. При δ ≥ 0,1 следует повторить расчет для скорректированного значения θ _з.

9. Рассчитываем температуру нагретой зоны

Этап 3. Расчет температуры поверхности компонента, входящего в состав схемы ИВЭП

Приведем последовательность расчета, необходимого для определения температуры корпуса компонента установленного в модуле первого уровня разукрупнения.

1. Определяем эквивалентный коэффициент теплопроводности модуля, в котором расположен компонент, например микросхема, для следующих вариантов:

при отсутствии теплопроводных шин λ_экв = λ_П, где λ_П – теплопроводность материала основания платы;

при наличии теплопроводных шин

где λ_ш – теплопроводность материала теплопроводной шины; V _П – объем печатной платы с учетом объема теплопроводных шин; V _ш – объем теплопроводных шин на печатной плате; A – поверхностный коэффициент заполнения платы модуля теплопроводными шинами:

где S _ш – суммарная площадь, занимаемая теплопроводными шинами на печатной плате.

В табл. 7 приведены теплофизические параметры некоторых материалов.

2. Определяем эквивалентный радиус корпуса микросхемы:

где S _o_ИМС – площадь основания микросхемы.

3. Рассчитываем коэффициент распространения теплового потока:

где α₁ и α₂ – коэффициенты теплообмена с первой и второй сторон печатной платы; для естественного теплообмена

_П – толщина печатной платы модуля.

4. Определяем искомый перегрев поверхности корпуса микросхемы:

где В и М – условные величины, введенные для упрощения формы записи: при одностороннем расположении корпусов микросхем на печатной плате В = 8,5π R² ВТ/К, М = 2; при двустороннем расположении корпусов В = 0, М = 1; К – эмпирический коэффициент: для корпусов микросхемы, центр которых отстоит от торцов печатной платы на расстоянии менее 3 R, К = 1,14; для корпусов микросхем, центр которых отстоит от торцов печатной платы на расстоянии более 3 R, К = 1; К _α – коэффициент теплоотдачи от корпусов микросхем определяется по графику изображенному на рис. 16; К ₁ и К ₀ – модифицированные функции Бесселя; N – число i -х корпусов микросхем, расположенных на расстоянии не более 10/ m, то есть r _i ≤ 10 m; Δ t _в – среднеобъемный перегрев воздуха в блоке:

Q _{имс i}– мощность, рассеиваемая i -й микросхемой; S _{имс i}– суммарная площадь поверхности i -й микросхемы; δ_з_i – зазор между микросхемой и платой; λ_з_i – коэффициент теплопроводности материала, заполняющего этот зазор.

Рис. 16

5. Определяем температуру поверхности корпуса микросхемы:

Приведенный выше алгоритм расчета температуры микросхемы можно применять для любого другого дискретного компонента, входящего в состав блока вторичного электропитания. В этом случае дискретный компонент можно считать подобно микросхеме с локальным источником теплоты на пластине, и ввести соответствующие значения геометрических параметров в уравнения (60) – (63).

5.3. Этапы проведения расчета теплового режима ИВЭП, в различном конструктивном исполнении, при естественном конвективном теплообмене

1) Порядок расчета теплового режима блока ИВЭП в герметичном корпусе [4]:

1. Рассчитывается поверхность корпуса блока по (27), где l ₁ l ₂ – горизонтальные размеры корпуса блока; l ₃ – вертикальный размер корпуса блока ИВЭП.

2. Определяется условная поверхность нагретой зоны по (20).

3. Определяется удельная мощность корпуса блока по (26).

4. Рассчитывается удельная мощность нагретой зоны по (19).

5. Находится коэффициент θ ₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока (рис. 13).

6. Находится коэффициент θ ₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны (рис. 7).

7. Находится коэффициент К _H1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока H ₁ (рис. 9).

8. Находится коэффициент К _H2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока H ₂ (рис. 10).

9. Определяется перегрев корпуса блока

10. Рассчитывается перегрев нагретой зоны

11. Определяется средний перегрев воздуха в блоке

12. Определяется удельная мощность элемента

где Р _эл – мощность, рассеиваемая элементом (узлом), температуру которого требуется определить; S _эл – площадь поверхности элемента (вместе с радиатором), омываемая воздухом.

13. Рассчитывается перегрев поверхности элемента по (38).

(68)

14. Рассчитывается перегрев окружающей элемент среды

(69)

15. Определяется температура корпуса блока

где Т _с – температура окружающей блок среды.

(70)

16. Определяется температура нагретой зоны

(71)

17. Находится температура поверхности элемента

(72)

18. Находится средняя температура воздуха в блоке

(73)

19. Находится температура окружающей элемент среды

2) Порядок расчета теплового режима блока ИВЭП в герметичном корпусе с внутренним перемешиванием:

1. Рассчитывается поверхность корпуса блока по (27).

2. Рассчитывается условная поверхность нагретой зоны по(20).

3. Находится удельная мощность корпуса блока по (26).

4. Находится удельная мощность нагретой зоны по (19).

5. Определяется коэффициент θ ₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока (рис. 13).

6. Определяется коэффициент θ ₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны (рис. 7).

7. Находится коэффициент К _H1 в зависимости от атмосферного давления среды вне корпуса блока H ₁ (рис. 9).

8. Рассчитывается объем воздуха в блоке

9. Рассчитывается средняя скорость перемешивания воздуха в блоке по (30) (при пониженном давлении внутри корпуса блока в (30) должна входить производительность вентилятора с учетом изменения давления).

10. Определяется коэффициент К _w в зависимости от средней скорости перемешивания (рис. 11).

11. Определяется перегрев корпуса блока по (64).

12. Определяется перегрев нагретой зоны

13. Определяется средний перегрев воздуха в блоке

14. Находится удельная мощность элемента по (67).

15. Рассчитывается перегрев поверхности элемента по (38).

16. Рассчитывается перегрев окружающей элемент среды по (68).

17. Находится температура корпуса блока по (69).

18. Находится температура нагретой зоны, поверхности элемента, средняя температура воздуха в блоке и температура окружающей элемент среды по формулам (70) – (73).

3) Порядок расчета теплового режима блока в герметичном корпусе с наружным обдувом:

1. Рассчитывается поверхность корпуса блока по (27).

2. Рассчитывается условная поверхность нагретой зоны по(20).

3. Находится удельная мощность корпуса блока по (26).

4. Находится удельная мощность нагретой зоны по (19).

5. Определяется коэффициент θ ₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока (рис. 13).

6. Определяется коэффициент θ ₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны (рис. 7).

7. Находится коэффициент К _H2 в зависимости от атмосферного давления среды вне корпуса блока H ₂ (рис. 10).

8. Рассчитывается перегрев между нагретой зоной и корпусом блока

9. Рассчитывается перегрев корпуса блока с наружным обдувом

где v – скорость обдува (при пониженном давлении в (78) должна входить скорость с учетом изменения давления).

10. Определяется перегрев нагретой зоны блока с наружным обдувом

11. Определяется средний перегрев воздуха в блоке по (76).

12. Рассчитывается удельная мощность элемента, перегревы его поверхности и окружающей среды по (67), (38), (68).

13. Находятся температуры корпуса блока, нагретой зоны, поверхности

элемента, воздуха в блоке и окружающей элемент среды по формулам (69) – (73).

4) Порядок расчета теплового режима блока в герметичном оребренном корпусе

1. Определяется поверхность неоребренного корпуса блока по (27).

2. Определяются условная поверхность нагретой зоны, удельная мощность неоребренного корпуса блока, удельная мощность нагретой зоны по формулам (20), (26), (19).

3. Определяется коэффициент θ ₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока (рис. 13).

4. Определяется коэффициент θ ₂ в зависимости от удельной мощности нагретой зоны (рис. 7).

5. Рассчитывается перегрев между нагретой зоной и корпусом неоребренного блока

6. Рассчитывается поверхность оребренного корпуса блока

где S _кн – поверхность корпуса, не занятая ребрами; S _р – поверхность ребер.

7. Рассчитывается удельная мощность оребренного корпуса блока

8. Определяется коэффициент θ _1р в зависимости от удельной мощности оребренного корпуса блока (рис. 13).

9. Находятся коэффициенты К _H1 и К _H2 в зависимости от атмосферного давления вне и внутри корпуса блока – H ₁ и H ₂ (рис. 9 и 10).

10. Рассчитывается перегрев оребренного корпуса блока

11. Рассчитывается перегрев нагретой зоны с оребренным корпусом

12. Рассчитывается средний перегрев воздуха в блоке по (76).

13. Определяется удельная мощность элемента, перегревы его поверхности и окружающей среды по (67), (38), (68).

14. Находятся температуры поверхности корпуса блока, нагретой зоны, поверхности элемента, воздуха в блоке и окружающей элемент среды по (69) – (73).

5) Порядок расчета теплового режима блока в перфорированном корпусе

1. Рассчитываются: поверхность корпуса блока, условная поверхность нагретой зоны, удельная мощность корпуса блока, удельная мощность нагретой зоны по (27), (20), (26) и (19).

2. Находятся коэффициенты θ ₁ и θ ₁ в зависимости от удельной мощности корпуса блока и удельной мощности нагретой зоны (рис. 7 и 13).

3. Находятся коэффициенты К _H1 и К _H2 в зависимости от атмосферного давления вне и внутри корпуса блока – H ₁ и H ₂ (рис. 9 и 10).

4. Рассчитывается площадь перфорационных отверстий. Для прямоугольных отверстий (рис. 17, б) S = nl₁ l₃, где n – количество отверстий; l₁ – горизонтальный размер отверстия; l₃ – вертикальный размер отверстия. Для круглых отверстий (рис. 17, а) S = nπd²/ 4, где d – диаметр отверстия.

а б

Рис. 17

5. Рассчитывается коэффициент перфораций по (21).

6. Находится коэффициент К _П в зависимости от коэффициента перфораций (рис. 8).

7. Определяется перегрев корпуса блока

8. Определяется перегрев нагретой зоны

9. Определяется средний перегрев воздуха в блоке

10. Рассчитываются удельная мощность элемента, перегрев поверхности элемента, перегрев окружающий элемент среды по (67), (38) и (68).

11. Находятся температуры корпуса блока, нагретой зоны, поверхности элемента, воздуха в блоке, окружающий элемент среды по (69) – (73).

5.4. Методика проведения расчета стационарного блока при принудительном охлаждении

Дополнительными исходными данными являются: мощность Q и КПД η_в вентилятора, расход охлаждающего воздуха С, кг/с.

Расчет теплового режима блока вторичного электропитания можно разделить на два этапа: определение коэффициентов теплоотдачи от модулей первого уровня и расчет температуры компонента[1].

Этап 1. Расчет коэффициентов теплоотдачи

1. Определяем площадь свободного сечения канала между двумя соседними модулями первого уровня на расстоянии x от входа охлаждающего потока воздуха. Обозначим через l_x размер стороны печатной платы, перпендикулярной направлению охлаждающего потока, а через l_y - размер стороны платы, перпендикулярной направлению охлаждающего потока. Расстояние x определяется размерами компонента, для которого проводится тепловой расчет (рис. 18):

где n_x – число компонентов, расположенных в канале между платами в сечении x; S_э_yi – площадь поперечного сечения i -го компонента в сечении x; Δ_n – расстояние между несущими платами.

2. Рассчитываем эквивалентный диаметр канала:

где l_э_zi – высота i -го компонента.

3. Определяем перегрев воздуха в сечении канала на расстоянии x:

при проточной вентиляции

при вытяжной вентиляции

где Q_э_j – мощность j -го компонента, расположенного перед корпусом рассчитываемого компонента по направлению воздушного потока в канале; n_y – число таких компонентов.

Рис. 18

На рис. 18 показана модель воздушного канала между двумя модулями (1) с элементами (2).

4. Определяем температуру воздуха в сечении канала на расстоянии x:

5. Рассчитываем критерий Рейнольдса:

где v_в – коэффициент кинематической вязкости воздуха; ρ_в – плотность воздуха; N_n – число печатных плат блока.

Величины v_в и; ρ_в определяются при температуре воздуха t_в (см. табл. 6).

6. Определяем коэффициент теплоотдачи для канала, в зависимости от типов корпусов компонентов в сечении на расстоянии x.

прямоугольные корпуса со штыревыми выводами

цилиндрические корпуса

плоские корпуса с планарными выводами

где λ_в – коэффициент теплопроводности воздуха при температуре t_в (см. табл. 6).

7. Аналогичным образом пп. 1…6 определяем коэффициент теплоотдачи α₂ в соседнем канале, то есть по другую сторону печатной платы, на которой расположен рассчитываемый компонент.

Этап 2. Расчет температуры поверхности корпуса микросхемы

Расчет температуры компонента проводится по пп. 1…5 этап 3 анализа теплового режима блока ИВЭП при свободной конвекции [см. (60) – (63)].

На этом расчет теплового режима блока ИВЭП при принудительном охлаждении заканчивается.

5.5. Методика проведения расчета радиаторов

Перегрев компонентов ИВЭП можно существенно уменьшить путем увеличения теплоотдающей поверхности, то есть установки компонента на радиатор.

Для систем воздушного охлаждения широко применяют следующие типы радиаторов [3], [1]: пластинчатые, ребристые, игольчато-штыревые, типа «краб», жалюзийные, петельно-проволочные.

Для характеристики теплообменных свойств радиатора используют следующие параметры: эффективный коэффициент теплоотдачи α_эф, тепловую проводимость σ_Σ, тепловое сопротивление R_Σ.

Эти параметры связанны со средним перегревом θ_s основания и рассеиваемым потоком Ф зависимостями

где L₁ L₂ – размеры основания прямоугольного радиатора; D – диаметр круглого основания.

Представленная зависимость справедлива для любого типа радиатора. Вся сложность переноса теплоты и конструктивные особенности сосредоточены здесь в одной величине – эффективном коэффициенте теплоотдачи. Этот коэффициент можно определить экспериментально, либо расчетным путем. В первом случае в основу положена зависимость (96), которая позволяет по полученным из опытов значениям Ф и θ_s, определить α_эф.

Обобщение результатов расчетов и опытов позволило построить графики, на которых представлены зависимости α_эф = f ₁(θ_s), α_эф = f ₂(υ) для различных радиаторов, работающих в условиях свободной и вынужденной конвекции. На рис. 19 приведены графики для игольчато штыревых радиаторов с различным шагом S^‘_ш (сплошные кривые 1,2,3,4) и S^‘’_ш (пунктирные кривые 5,6,7,8). Заштрихованные области 9, 10, 11 относятся к ребристым радиаторам, у которых размер квадратного основания меняется от 40 до 80 мм.

Рис. 19

Рис. 20

В табл. 8 приведены значения высоты h, шагов S^‘_ш и S^‘’_ш, диаметров штыря d, толщины ребра δ₁. Область 12 относится к группе пластинчатых радиаторов с размерами ребра квадратного основания от 40 до 155мм.

На рис. 20 представлен эффективный коэффициент теплоотдачи в зависимости от скорости вынужденного потока воздуха для тех же типов радиаторов, размеры которых указаны в табл. 8. При этом шаг между штырями или ребрами обозначен S^‘_ш (сплошные кривые) и S^‘’_ш (пунктирные кривые). Размеры квадратного основания пластинчатого радиатора (область 12) L₂ изменяются в пределах от 40 до 125 мм.

Таблица 8

Номера позиций радиаторов по рис. 19	Размеры, мм
h	S^‘_ш	S^‘’_ш	d	δ₁	L₁	L₂
				2,5	–	–	–
					–	–	–
					–	–	–
	12,5				–	–	–
				2,5	–	–	–
					–	–	–
					–	–	–
	12,5				–	–	–
				–		40-80	40-125
				–		40-80	40-125
	12,5			–		40-80	40-125

Методика расчета радиатора следующая[4]:

1. Определяем перегрев в месте крепления компонента к радиатору по следующей формуле:

где R_вн – внутреннее тепловое сопротивление прибора между рабочей областью и корпусом; R_к – тепловое сопротивление контакта; t_c – температура окружающей среды или набегающего потока; t_p – предельная температура рабочей области прибора; t_и – температура в месте крепления прибора к радиатору.

2. Определяем в первом приближении средний перегрев основания радиатора. Для этого введем безразмерную величину β, связывающую среднюю температуру t_s основания радиатора и температуру t_и в месте крепления прибора к радиатору (в первом приближении β = 1,2):

3. Выбираем тип радиатора. Эта процедура является эмпирической и предполагает знание сравнительной эффективности различных типов радиаторов. В первом приближении выбрать тип радиатора и условия теплообмена можно с помощью графиков изображенных на рис. 21.

Рис. 21. Графики выбора типа радиатора: при свободной конвекции - пластинчатые (1), ребристые (1…4), игольчато-штыревые (1…5), при вынужденной конвекции – пластинчатые (3), ребристые (6…8), петельно-проволочные (8,9), жалюзные (10,11), игольчато-штыревые (11,12)

Рис. 22. Температурное поле радиатора – 1 и прибора – 2

На рисунке 22 схематически изображен радиатор 1 с закрепленным на нем прибором 2, внутри которого имеются источники мощностью Ф, разогревающие рабочую область прибора (например, область p-n-перехода) и его корпус до температур t_p и t_к; в месте крепления прибора к радиатору температура t_и, а средняя температура основания радиатора t_s.

При выборе радиатора предполагается, что удельная мощность рассеивания q задана и точка пересечения параметров t_s - t_c и q указывает область, которой соответствует определенный тип радиатора и условия охлаждения.

4. Определяем эффективный коэффициент теплоотдачи радиатора.

Графики зависимости коэффициента теплоотдачи игольчато-штыревых и ребристых радиаторов приведены на рис. 19 и 20, а их конструктивные параметры в табл. 8.

В условиях принудительного воздушного охлаждения коэффициент эффективности теплоотдачи этих радиаторов выбирается в зависимости от скорости потока воздуха ν из графика изображенного на рис. 20.

5. Находим площадь основания радиатора:

6. Определяем средний перегрев радиатора во втором приближении:

где

_р – коэффициент теплопроводности материала, из которого изготовлен радиатор; δ_р – толщина основания радиатора; А_и и А_р площади основания прибора и радиатора соответственно.

7. Уточняем площадь основания радиатора:

Теплоотвод-пластину рекомендуется применять при рассеиваемой мощности не более 5Вт. При значениях мощности более 5Вт габаритные размеры теплоотвода очень велики. Теплоотводы оребренные, штыревые, петельно-проволочные, типа «Краб» целесообразно применять для отвода мощностей Р=5—20 Вт при температуре окружающей среды до +120ºС. При значениях рассеиваемой мощности свыше 20Вт и температуре окружающей среды выше +120ºС эти конструкции необходимо использовать в условиях принудительного воздушного охлаждения или применять жидкостное охлаждение. Для обеспечения равномерного температурного поля длину и ширину теплоотвода целесообразно делать близкими по величине. Соотношение сторон теплоотвода не должно быть более 2.

Порядок конструктивного расчета теплоотвода пластины для естественного охлаждения приведен в таблице 9. Внешний вид теплоотвода-пластины показан на рис. 23.

Рис. 23

Таблица 9 - Порядок конструктивного расчета теплоотвода-пластины

№

Параметр

Обозначение

Расчетная формула или способ определения

Примечания

Мощность, рассеиваемая п/п прибором

Р, Вт

Задается

Температура окружающей среды