5.1. Классификация сотр

Системы СОТР, наиболее часто применяемые в радиоэлектронных средствах, можно классифицировать по ряду признаков, в частности:

- по допустимому диапазону температур элементов и узлов на системы охлаждения и системы термостабилизации;

- по месту установки (наземные, корабельные, самолетные, ракетные, космические);

- по роду рабочего вещества (теплоносителя) (воздушные (газовые), жидкостные, испарительные);

- по основному виду теплопередачи конвективные (которые, в свою очередь, подразделяются на системы с естественной и вынужденной конвекцией), кондуктивные, у которых отвод тепла осуществляется за счет теплопроводности, и системы, основанные на фазовых превращениях рабочего тела (кипение, плавление, сублимация);

- по характеру контакта теплоносителя с источником тепла (системы прямого и косвенного действия). В системах прямого действия теплоноситель непосредственно омывает источник тепла, а в системах косвенного действия теплоноситель и источник тепла связаны через элементы конструкции или через специальные тепловые мосты;

- по охвату узлов РЭС (общие и локальные);

- по связи теплоносителя с окружающей средой (замкнутые и разомкнутые: в разомкнутых системах отработанный (нагретый) теплоноситель удаляется из системы и больше не используется). В системах, работающих по замкнутому циклу, нагретый теплоноситель охлаждается и вновь используется, в этом случае система должна иметь дополнительный контур для охлаждения теплоносителя, которое осуществляется в специальном теплообменнике;

- по связи с объектом размещения (автономную и неавтономную).

Приведенная классификация не является полной, однако она отражает характерные основные черты СОТР.

5.2. Системы охлаждения рэс

Эффективность того или иного способа охлаждения определяется интенсивностью протекающих процессов теплообмена. Чем интенсивнее теплообмен, тем и эффективнее способ охлаждения. Как известно, интенсивность теплообмена определяется величиной коэффициента теплообмена. В табл. 5.2.1 приведены ориентировочные значения этих коэффициентов для различных видов теплообмена [2].

Таблица 5.2.1

Характер тепловых процессов	Интенсивность теплообмена,
Естественная конвекция и излучение	2…10
Вынужденная конвекция в воздухе и газах	10…100
Естественная конвекция в масле и других жидкостях той же плотности	200…300
Вынужденная конвекция в масле и других жидкостях той же плотности	300…1000
Естественная конвекция в воде	200…600
Вынужденная конвекция в воде	1000…3000
Кипение воды	500…45000
Капельная конденсация водяных паров	40000…120000
Конденсация органических паров	500…2000

Тепловое проектирование РЭС заключается в выборе системы охлаждения, обеспечивающей нормальный тепловой режим элементов и узлов изделия. Для предварительной оценки можно использовать предложенную в [4] методику выбора системы охлаждения (рис. 5.2.1).

На рис. 5.2.1 представлены два типа областей: в одном можно рекомендовать применение какого-либо одного способа охлаждения (не заштрихованы: 1 - свободное воздушное, 3 - принудительное воздушное, 5 - принудительное испарительное); в другом возможно применение двух или трех способов охлаждения (заштрихованы: 2 - свободное и принудительное воздушное, 4 - принудительное воздушное и жидкостное, 6 - принудительное жидкостное и свободное испарительное, 7 - принудительное жидкостное, принудительное и свободное испарительное, 8 - свободное принудительное и свободное испарительное, 9 - свободное и принудительное испарительное).

Рис. 5.2.1. Области целесообразного использования различных способов охлаждения

Верхние кривые рис. 5.2.1 обычно применяют для выбора охлаждения больших элементов - крупногабаритных ламп, магнитов, дросселей и т.п. Нижние кривые используют для выбора системы охлаждения блоков, стоек и т.п., выполняемых на дискретных и микроминиатюрных элементах.

Если показатели РЭС попадают в заштрихованную область (возможно применение двух и трех способов охлаждения), то задача выбора способа охлаждения осложняется и требуются более детальные расчеты.

Выбор системы охлаждения не сводится только к определению области охлаждения, необходимо также учитывать техническую возможность осуществления данного способа охлаждения РЭС, т.е. массу, объем, потребляемую мощность.

Как показывает опыт, при рациональном проектировании можно обеспечить заданный тепловой режим бортовых РЭС при удельном расходе воздуха не выше 180…250 кг/(ч·кВт).

Для стационарных РЭС, где менее жесткие ограничения по габаритам, массе, энергопотреблению, расход воздуха может быть увеличен до 250…350 кг/(ч·кВт).

Для РЭС, охлаждаемых с помощью воздуха, тепловой режим изучен наиболее полно. В этих случаях можно не только рекомендовать ту или иную систему воздушного охлаждения, но и оценитьвероятность, с которой выбранная система охлаждения позволит обеспечить заданный тепловой режим.

Отмеченная методика дает приблизительную оценку режима, вследствие чего она нуждается в уточнении. Для более точной оценки следует использовать алгоритмы расчетов с использованием ЭВМ, примеры которых приведены в разделе 4.