Тематика курсовой работы

Курсовая работа «Расчет теплового режима блока РЭС» является само-стоятельной работой студента и должна быть выполнена на основе индиви-дуального задания в соответствии с двумя последними цифрами студенческого шифра. Задания для студентов, обучающихся в составе организованных групп по направлению предприятия, формируются на основании запроса предпри-ятия, где указываются интересующие предприятие задачи.

Задание 1

Исходные данные приведены в табл. 1 в соответствии с предпоследней и последней цифрами студенческого шифра. Блок РЭС имеет форму параллеле-пипеда на базе универсальной типовой конструкции (УТК) с размерами L₁L₂H= =240360200, где L₁, L₂ и Н – ширина, глубина и высота блока, мм.

В блоке установлены 7 печатных плат (ПП) с ЭРЭ (рис. 1 и 2) с шагом _п =30 мм. На рис. 1 обозначены: расстояние от элементов на ПП до корпуса блока не менее  =20 мм.; L_кх = Н; L_ку = L₂; L_кz=L₁; l_x и l_y – размеры ПП; l_z – расстояние между крайними ячейками в блоке. На рис. 2 введены обозна-чения: G – направление потока воздуха; x - расстояние до первого элемента; l_эх и l_эу - размеры элемента по осям X и Y; f – зазор между ПП и корпусом блока по оси Y, f=40 мм.

Расположение элементов на ПП показано на рис. 3. На нем обозначены: х₁, х₂, у₁, у₂ – зазоры между полем установки элементов и сторонами ПП (краевые поля); l_yо, l_xо – шаги установки элементов; l_x =160 мм; l_y =280 мм.

При компоновке элементов на ПП надо следовать следующим правилам:

- 1-й ряд – это нижний ряд на ПП;

- для нахождения 2-го ряда следует использовать шаг установки по оси x первого ряда;

- для нахождения 3-го ряда следует использовать шаг установки по оси x второго ряда и т. д.;

Толщина ПП _п =1,5 мм, толщина ячейки – 10 мм; на ячейке стоит разъ-ем типа ГРПП 3, его t_доп =120 . Имеются три типа ПП.

Состав элементов по типам плат:

тип 1

х₁ = х₂ =17,5 мм; у₁ = у₂ =5 мм; l_xо =17,5 мм; l_yо =27,5 мм; на плате установлены микросхемы (МС) с прямоугольными корпусами типа 201.14 с размерами l_эу =19,5 мм; l_эх =6,1 мм (с выводами l_эх =8 мм); l_эz =5,5 мм и S_эо = =1,2710^-4 м² (площадь основания корпуса МС);

Количество элементов в ряду n_y =10; количество рядов n_x =7; всего элементов n = n_x n_y =70, причем:

1 ряд – МС типа К155, Q_э =0,02 Вт (мощность, выделяемая в МС), t_доп =85(допустимая температура МС по ТУ),S_э =4,910^-4 м² (площадь поверхности МС);

2 ряд – МС типа К155, Q_э =0,01 Вт, t_доп =85 ,S_э =4,910^-4 м²;

3 ряд – МС типа КР186, Q_э =0,15 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

4 ряд – МС типа КР186, Q_э =0,27 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

5 ряд – МС типа КР134, Q_э =0,025 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

6 ряд – МС типа К144, Q_э =0,005 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

7 ряд – МС типа К176, Q_э =0,05 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

суммарная мощность, выделяемая в ячейке, – 5,3 Вт, объем ПП V_п =1,1210^-4 м³;

тип 2

х₁ = х₂ =17,5 мм; у₁ = у₂ =5 мм; l_xо =17,5 мм; l_yо =27,5 мм; установлены МС с корпусами типа 201.14 (см. ПП тип 1); n_x =7, n_y =10, S_эо =1,2710^-4 м². Первые пять рядов занимают МС, т.е. n =50 для МС;

1 ряд – МС типа КР123, Q_э =0,01 Вт, t_доп =85 ,S_э =4,610^-4 м²;

2 ряд – МС типа КР127, Q_э =0,22 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

3 ряд – МС типа К174, Q_э =0,8 Вт, t_доп =85 ,S_э =4,810^-4 м²;

4 ряд – МС типа К143, Q_э =0,05 Вт, t_доп =70 ,S_э =4,610^-4 м²;

5 ряд – МС типа К174, Q_э =1,2 Вт, t_доп =85 ,S_э =4,810^-4 м²;

6 ряд – резисторы ОМЛТ-0,5 с размерами 17,54,2 мм (круглые),

S_эо=0,73510^-4 м²; Q_э =0,3 Вт, t_доп =155 ,S_э =2,610^-4 м², n =10;

7 ряд – конденсаторы КМ6 с размерами 88 мм, корпус прямоугольный,

l_yо =12,5 мм, t_доп =155 ,S_э =1,610^-4 м², n =21;

суммарная мощность, выделяемая в ячейке, – 26 Вт, объем ПП V_п =1,1210^-4 м³;

тип 3

х₁= х₂=17,5 мм; у₁ =5 мм, у₂ =7,5 мм; n =28 для МС;

1 ряд – МС типа К145, тип корпуса 201.14, Q_э =0,05 Вт, t_доп =60 ,l_хо =17,5 мм; l_уо =27,5 мм, n_y =10, S_эо =1,2710^-4 м²; S_э =4,910^-4 м²;

2 ряд – МС типа К155, тип корпуса 201.14, Q_э =0,315 Вт, t_доп =85 ,l_хо =17,5 мм; l_уо =27,5 мм, n_y =10, S_эо =1,2710^-4 м²; S_э =4,910^-4 м²;

3 ряд – МС типа К514, тип прямоугольного корпуса 239.24-1, Q_э =0,2 Вт, t_доп =70 ,l_хо =40 мм; l_уо =62,5 мм, n_y =4, S_эо =4,4110^-4 м²; S_э =12,810^-4 м²; l_эу =31,5 мм; l_эх =12,6 мм (с выводами 16 мм);

4 ряд – МС типа КP580, тип прямоугольного корпуса 2123.40-2, Q_э=1 Вт, t_доп=75 ,l_хо=40 мм; l_уо=70 мм, n_y=4, S_эо=7,2110^-4 м²; S_э=18,710^-4 м²; l_эу=49,5 мм; l_эх=12,6 мм (с выводами 16 мм);

5 ряд – резисторы ОМЛТ-0,25 с размерами 153 мм (круглые), Q_э =0,2 Вт, t_доп =155 ,l_уо =25 мм, n_y =11, S_э =1,610^-4 м²; S_эо=0,4510^-4 м²;

суммарная мощность, выделяемая в ячейке, – 11 Вт, V_п =1,1210^-4 м³.

На основании исходных данных Вы должны провести следующее:

- выбрать способ охлаждения и рассчитать элементы системы охлаж-дения;

- определить температуру нагретой зоны;

- определить количество и тип элементов, подлежащих расчету;

- рассчитать тепловой режим выделенных элементов;

- оценить тепловой режим РЭС;

- в случае неудовлетворительного теплового режима предложить соот-ветствующие конструктивные решения и подтвердить их эффективность расче-тами;

- представить выводы и результаты.

Рис. 1. Блок РЭС с естественным воздушным охлаждением:

1 – корпус блока; 2 – ПП; 3 – МС (ЭРЭ); 4 – вентилятор

Рис. 2. Блок РЭС с принудительным воздушным охлаждением:

1 – корпус блока; 2 – ячейка (ПП); 3 – МС (ЭРЭ)

Рис. 3. ПП с элементами: 1 – ПП; 2 – элемент

Задание 2

Выполнить необходимые тепловые расчеты и сделать заключение о целесообразности применения заданной конструкции радиатора большого элемента в указанных условиях эксплуатации. Исходные данные приведены в табл. 2.

Большие элементы имеют максимальную допустимую температуру Т_д = =373 К. Степень черноты поверхности охлаждения =0,8. Коэффициент тепло-проводности материала ребра =210 Вт/(мК). В таблице приведены следую-щие обозначения:  – толщина ребра; b – расстояние между ребрами; h – высота ребра (штыря); D – ширина ребра; S – площадь радиатора; d – диаметр сечения штыря; S₁ – шаг установки штырей; V_вх – скорость воздуха на входе в радиатор; G – массовый расход охлаждающего воздуха; Т_с – температура среды; Р – мощность, рассеиваемая большим элементом; Н – давление воздуха.