Расчет ребристого радиатора (150767)

Посмотреть архив целиком








Реферат



Тема:

"Расчет ребристого радиатора"

















2009


Расчёт ребристого радиатора при естественном воздушном охлаждении для транзистора 2Т808А заданной мощности 15 Вт


  1. Задаем исходными данными:

а) мощность транзистора, Р, 15 Вт;

б) температура окружающей среды, Тс, 30 °С;

в) максимально допустимая температура перехода, Тп, 150°С

г) тепловое контактное сопротивление между переходом и корпусом, Rпк, 2°С / Вт;

д) тепловое контактное сопротивление корпус – теплоотвод Rкр, 0.5С / Вт;

  1. Необходимо сопоставить максимальную мощность рассеяния транзистора при допустимой температуре р-п перехода Тп, температуре среды Тс и тепловом контактном сопротивлении Rпк с заданной мощностью транзистора


Рмах=(Тп-Тс)/Rпк (1)


Рмах=(150–30)/2=60 Вт

Если заданная мощность Р превышает Рмах, то данный транзистор на заданную мощность применять нельзя.

  1. Рассчитываем тепловое сопротивление радиатора Rр исх, °С/Bт;


Rр исх=q · [(Тп-Тс) – P (Rпк+Rкр)]/Р, (2)


Rр исх=0,96 · [(150–30) – 15 (2+0,5)]/15=6.72°С/Bт

где q – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение температуры по теплоотводу (q=0,96);

Rкр – тепловое контактное сопротивление между корпусом и радиатором.

  1. Определяем средняю поверхностную температуру радиатора Тр, °С:


Тр=Р ·Rр+Тс (3)


Тр=15 ·7,84+30=147,6°С

  1. При Rр<5 Lmin выбирается по графику 1 (рис. 5.6. «Конструирование»), иначе Lmin=0.05 м.

  2. Задаём

а) толщина ребра d=0.002 м;

б) толщина плиты теплоотвода δ=0.004 м;

в) расстояние между рёбрами b=0.008 м;

г) высота ребра h=0.02 м;

д) протяжённость ребра L=0.05 м.

  1. Определяем число рёбер, n, шт.:


n=(L+b)/(b+d) (4)


n=(0,05+0,008)/(0,008+0,002)=6 шт.

Рекомендуется выбирать на одно ребро больше расчётного.

  1. Определяем длина плиты радиатора, l, м;


l=b · (n‑1)+2*d (5)


l=0,008· (6–1)+2·0,002=0,044 м

  1. Определяем площадь гладкой (неоребренной) поверхности радиатора, Sгл, м2;


Sгл=L ·l (6)



Sгл=0,05·0,044=0,0022м2


10) Определяем площадь оребренной поверхности одностороннего оребренного радиатора при креплении ППП с гладкой стороны, Sор1, м2;


Sор1=S1+S2+S3, (7)


где S1=(n‑1) ·L ·b; (8)

S2=(δ+2 ·h) ·L ·n+2 ·l ·δ; (9)

S3=2 ·n ·δ ·h. (10)

S1=(6–1)· 0,05·0,008=0,002

S2=(0,004+2·0,02) ·0,1·6+2·0,044·0,004=0.027

S3=2 ·6 ·0,004 ·0,02=0,00096

Sор1=0,002+0,027+0,00096=0,0299м2

11) Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией для гладкой поверхности радиатора, к.гл, Вт/м2*град;


к.гл=А1· [(Тр-Тс)/2]1/4, (11)


к.гл=3,107 Вт/м2 · град;

где А1 определяется по формуле:


А1=1,424767–0,00251 ·Тм+0,000011 · (Тм)2-0,0000000013 · (Тм)3 (12)


A1=1,122107


Тм=0,5 (Тр+Тс). (13)


Тм=88,8

12) Определяем коэффициент теплоотдачи излучения для гладкой поверхности радиатора, л.гл, Вт/м2*град;


л.гл=ε ·φ ·₣(Тр, Тс), (14)


л.гл=4,198

где ε – степень черноты тела (для Д‑16 ε=0,4);

φ – коэффициент облучённости (для гладкой поверхности φ=1);

(Тр, Тс) – рассчитывается по формуле:


(Тр, Тс)=5,67 ·10-8 · [(Тр+267)4 – (Тс+267)4]/(Тр-Тс) (15)


(Тр, Тс)=10,495

13) Определяем эффективный коэффициент теплоотдачи гладкой поверхности радиатора, гл, Вт/м2*град;


гл=к.гл+л.гл (16)


гл=3,107+4,198=7,307

14) Определяем мощность, рассеиваемая гладкой поверхностью радиатора, Ргл, Вт;


Ргл=гл·Sгл· (Тр-Тс) (17)


Ргл=7,307·0.0082·117,6=7,045

15) Определяем тепловое сопротивление гладкой поверхности радиатора, Rгл, град / Вт;


Rгл=1/(гл·Sгл) (18)


Rгл=1/(7,307 ·0,0082)=16,68

16) Определяем коэффициенты для нахождения относительного температурного напора;


А2=0,18372152–0,00163976·Тм – 0,0000602· (Тм)2-0,00000001· (Тм)3, (19)


А2=0,035


К=(Тр-Тс)1/4, (20)


K=3,07


М=L1/4, (21)


M=0,562


С=К/М, (22)


C=3,07/0,562=5,463


=А2·С·b. (23)


=0,035·5,463·0,002=0,000382

17) Определяем относительный температурный напор Н:

Н=f() – определяется по графику (рис. 5.10. «Конструирование») H=0.1

18) Определяем температуру окружающей среды между рёбрами, Тс1, °С;


Тс1=(Тр+Тс)/2 (24)


Тс1=(147,6+30)/2=88,8

19) Определяем коэффициенты для нахождения конвективного коэффициента теплоотдачи оребрённой поверхности радиатора:


Тм1=(Тр+Тс)/2; (25)


Тм1=(147,6+30)/2=88,8


А11=1,424767–0,00251*Тм1+0,000011*(Тм1)2 - 0,0000000013*(Тм1)3; (26)


А11=1,114


К1=(Тр-Тс1)1/4; (27)


К1=(147,6–88,8)1/4=2,769


С1=К1/М; (28)


С1=2,762/0,562=3,625

20) Определяем конвективный коэффициент теплоотдачи для оребрённой поверхности радиатора, к.ор, Вт/м2*град;


к.ор=А11·С1 (29)


к.ор=1,114·3,625=4,038

21) Определяем коэффициент теплоотдачи излучением для оребрённой поверхности радиатора, л.ор, Вт/м2*град;


л.ор=ε·φ·₣(Тр, Тс1), (30)


л.ор=0,4·13,038 ·0,166=0,86

где ε – степень черноты тела (для Д‑16 ε=0,4);


φ=b/(2·h+b); (31)


φ=0,008/(2 ·0,02+0,008)=0,166

(Тр, Тс1) – рассчитывается по формуле:


(Тр, Тс1)=5,67·10-8· [(Тр+267)4 – (Тс1+267)4]/(Тр-Тс1) (32)


22) Определяем мощность, рассеиваемая оребрённой поверхностью радиатора, Рор, Вт;


Рор=Sор· (к.ор+л.ор) · (Тр-Тс1) (33)


Рор=0,127 (4,038+0,86) ·(147,6–88,8)=8,403

23) Определяем тепловое сопротивление оребрённой поверхности радиатора, Rор, град / Вт;


Rор=(Тр-Тс1)/Рор (34)


Rор=(147,6–88,8)/8,403=6,998

24) Определяем общее расчётное тепловое сопротивление радиатора, Rрасч, град / Вт;

Rрасч=(Rгл·Rор)/(Rгл+Rор) (35)


Rрасч=(16,68 ·6,998)/(16,68+6,998)=4,93

25) Определяем мощность, рассеиваемая радиатором, Рр, Вт;


Рр=Ргл+Рор (36)


Рр=7,045+8,403=15,448

  1. Выполняем проверку правильности расчёта. Должны соблюдаться условия:


Rрасч<=Rисх (37)


4,93<=6,72


Рр>=Р (38)


15,448>15

все условия выполняются – расчет проведен верно.


Случайные файлы

Файл
130170.rtf
work.DOC
12094.rtf
TABLICA.DOC
19208.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.