Пример расчетов
Исходные данные: размеры аппарата
= 0,4;
= 0,35;
= 0,38 м; температура кожуха аппарата
= 70 ОС; степень черноты кожуха
= 0,6; нагретой зоны
= 0,55; мощность
= 350 Вт, протяженность нагретой зоны
0,5
=0,34
м; высота нагретой зоны
= 0,114 м; площадь зона-воздух
=0,699
м2; скорость движения воздуха
=
0,1 м/c. Нагретая зона делит
вертикальное сечение кожуха на равные
части.
Предварительные
расчеты:
площадь кожуха (внутренняя)
= 0,85 м2;
площадь зоны равна
= 0,3953 м2;
=
0,0548 м2;
= 2,279;
= 0,137 м;
= 0,4699.
Расчет температуры нагретой зоны
-
№ п/п
Обозначения
Цикл 1
Цикл 2
1.
40
2.
110
3.
10,88
4.
5,116
5.
2,022
6.
90
7.
3,107 10-02
8.
0,696
9.
2,202 10-05
10.
2,685
11.
17,91
12.
8,236
13.
5,765
14.
7,787
15.
44,94
16.
114,9
17.
4,303
Температура нагретой зоны равна 114,9 ОС.
4.3. Расчет теплового режима рэс кассетных конструкций
В зависимости от конструктивного выполнения, определяющего механизм переноса тепла, РЭС кассетной конструкции можно подразделить на три группы [2].
Группа А. К этой группе относятся все РЭС, нагретая зона которых образована совокупностью горизонтально ориентированных кассет, а также аппараты с вертикально ориентированными кассетами, когда средний зазор между деталями соседних кассет не превышает 2…3 мм. К этой же группе относятся все аппараты, работающие в условиях невесомости или при атмосферном давлении меньше 10 мм рт. ст.
В аппаратах этой группы циркуляция газа (воздуха) между кассетами отсутствует. Перенос тепла от центральной области нагретой зоны к периферии осуществляется кондукцией через элементы конструкции, а также кондукцией и излучением через воздушные прослойки между кассетами. Тепловая энергия от нагретой зоны к кожуху, когда между ними имеются воздушные зазоры, передается конвекцией и излучением через эту воздушную прослойку.
Группа Б.Сюда относятся все аппараты, нагретая зона которых образована вертикально ориентированными кассетами, когда среднее расстояние между деталями соседних кассет превышает 2…3 мм. В этом случае в зазорах между кассетами развивается конвекция; теплообмен между кассетами, а также нагретой зоной и кожухом осуществляется конвекцией и излучением. Наряду с этим теплообмен между отдельными частями нагретой зоны осуществляется кондукцией через твердые части конструкции и воздушные прослойки между ними.
Группа В. В аппаратах этой группы тепловая энергия от внутренних частей нагретой зоны отводится на специально охлаждаемые поверхности. Отвод тепла осуществляется в основном кондукцией через элементы конструкции или по специальным металлическим шинам, которые располагаются в нагретой зоне и имеют низкое переходное сопротивление, как с теплонагруженными узлами, так и с охлаждаемой поверхностью.
В качестве таких охлаждающих поверхностей используются радиаторы или специальные теплообменники.
Наряду с кондукцией тепло от центральных частей нагретой зоны к ее периферии переносится излучением и конвекцией (при наличии воздушных вертикальных зазоров между кассетами). Однако их удельный вес по сравнению с кондуктивным переносом незначителен.