Расчет средней температуры герметичного корпуса методом последовательных приближений.

Читайте также:

Исходные данные	Обозначение
Геометрические размеры корпуса, м	L₁, L₂, h
Суммарная мощность тепловыделения в блоке, Вт	P
Максимальная температура Среды, К	T_c
Степень черноты поверхности корпуса	e
Точность расчета	[e‘]

Задача.

В неограниченной среде установлен корпус с известными геометрическими размерами и формой; суммарная тепловая мощность внутренних источников, размещенных в корпусе Р_к Вт; температура Среды t_с; давление газа вне аппарата Н; теплообмен поверхности корпуса со средой происходит в условиях естественной конвекции.

Требуется определить температуру герметичного корпуса t_к.

Алгоритм расчета.

Метод последовательных приближений:

1. рассчитываются площади теплоотдающих поверхностей;

2. определяется температура корпуса в нулевом приближении;

3. выбирается критериальные соотношения для расчета коэффициентов конвективного теплообмена;

4. рассчитываются коэффициенты теплообмена и соответствующие проводимости;

5. определяются суммарная проводимость и температура корпуса в i - ом приближении;

6. если температура корпуса в последующем и предыдущем приближении будет меньше наперед заданной малой величины, определяемой допустимой ошибкой, то расчет прекращается и температуре корпуса присваивается последнее значение. В противном случае расчет повторяется с п. 3.

Порядок расчета

№	Параметр размерность	Формула
1.	Площадь боковой поверхности корпуса S_б, м²	S_б = 2 × h × (L₁ + L₂)
2.	Площадь верхней поверхности корпуса S_в, м²	S_в = L₁ × L₂
3.	Площадь нижней поверхности корпуса (дно) S_д, м²	S_д = S_в
4.	Сумарная площадь поверхности корпуса S_к, м²	S_к = 2 × S_в + S_б
5.	Темпреатура корпуса в нулевом приближении t_{к i=0}, °С	t_к₀» t_c + P/ 9S_к
6.	Температурный напор Dt_{к i}, °С	Dt_к_i = t_к_i - t_c
7.	Температура корпуса в i- ом приближении T_{к i}	T_к_i = t_к_i +273
8.	Коэффициент теплообмена излучением a_{л i}, Вт/ м² град	a_iл = e_{пр ic} f(t_кi,t_c) j_ic
9.	Условие выбора закона конвективного теплообмена	[град], h[м]
10.	В случае выполнения условия п.9 Расчет конвективных коэффициент теплоотдачи п. 12
11.	В случае не выполнения условия п.9 Расчет конвективных коэффициент теплоотдачи п. 13
12.	Конвективный коэффициент теплообмена: а) на боковой поверхности корпуса a^к_{б i}, Вт/ м² град б) на верхней поверхности корпуса a^к_{в i}, Вт/ м² град в) с поверхности дна корпуса a^к_{д i}, Вт/ м² град l_min - минимальный из L₁, L₂
13.	Конвективный коэффициент теплообмена: а) на боковой поверхности корпуса a^к_{б i}, Вт/ м² град б) на верхней поверхности корпуса a^к_{в i}, Вт/ м² град в) с поверхности дна корпуса a^к_{д i}, Вт/ м² град
14.	Проводимость корпус - Среда s_ксi	s_ксi =(a^к_{б i} + a_лi)S_б +(a^к_вi + a_лi)S_в + (a^к_дi + a_лi) S_д
15.	Температура корпуса t_кi °С	t_кi = t_с + P/s_ксi
16.	Параметр сходимости e	e‘ = ½t_кi - t_кi-1½
17.	Проверка сходимости	e‘£ [e‘]
18.	Присвоить предыдущему значению температуры корпуса t_кi-1 последующее t_кi и перейти к пункту 6.	t_к= t_кi
19.	При выполнении условия сходимости расчет заканчивается. Температура корпуса	t_кi = t_к

Рекомендуемая литература:

1. Лавренов О.П. Конструирование современных РЭС: Учебное пособие. Казань: КГТУ, 2004 г. – 150 экз.

2. Конструктивно- технологическое проектирование электронной аппаратуры / Под ред. засл. деятеля науки РФ проф. В.А. Шахнова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 25 экз.

3. Седельников Ю.Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств: учебное пособие. – Казань: ЗАО «Новое знание», 2006. – 304 с. – 20 экз.

4. Лавренов 0.П. Конструкторские расчеты при проектировании РЭС. Уч. пособие. Казань, КГТУ, 2004, 72 с. 36 экз.

5. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для вузов по спец. "Проектирование и технология радиоэлектронных средств"/ В. Ф. Борисов, О.П. Лавренов, А.С. Назаров, А.Н. Чекмарев; Под ред. А.С. Назарова. - М.: Изд-во МАИ,1996.-380с. - 18 экз.

6. Ненашев, А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учеб. для вузов по спец. "Конструирование и технология РЭС".-М.: Высшая шк.,1990.-431с. - 103 экз.

7. Таленс Я.Ф. Работа конструктора. - М.: Машиностроение, 1987 г. – 5 экз.

Приложения

Физические параметры воды на линии насыщения

t°C	g, кг/м³	с_р, дж/кг град	l, Вт/м град	n м²/сек	b 1/град	Рr
	998,8		0,552	1,79 10^-6	- 0,63 10^-4	13,7
	999,6		0,575	1,3 10^-6	+ 0,88 10^-4	9,56
	998,2		0,6	1 10^-6	2,07 10^-4	7,06
	995,6		0,618	0,805 10^-6	3,04 10^-4	5,5
	992,2		0,635	0,659 10^-6	2,9 10^-4	4,3
			0,647	0,556 10^-6	4,6 10^-4	3,56
	983,2		0,66	0,479 10^-6	5,3 10^-4
	977,7		0,667	0,415 10^-6	5,8 10^-4	2,56
	971,8		0,674	0,366 10^-6	6,3 10^-4	2,23
	965,3		0,68	0,326 10^-6	7 10^-4	1,95
	958,3		0,682	0,295 10^-6	7,5 10^-4	1,75

Физические параметры сухого воздуха при Н = 760 мм.рт.ст.

t°C	g, кг/м³	с_р, дж/кг град	l, Вт/м град	n м²/сек	Рr
- 50	1,584		2,04 10^-2	9,23 10^-6	0,728
- 20	1,395		2,28 10^-2	12,79 10^-6	0,716
	1,293		2,44 10^-2	13,28 10^-6	0,707
	1,247		2,51 10^-2	14,16 10^-6	0,705
	1,205		2,6 10^-2	15,06 10^-6	0,703
	1,165		2,68 10^-2	16 10^-6	0,701
	1,128		2,76 10^-2	16,96 10^-6	0,699
	1,093		2,83 10^-2	17,95 10^-6	0,698
	1,06		2,9 10^-2	18,97 10^-6	0,696
	1,029		2,97 10^-2	20,02 10^-6	0,694
			3,05 10^-2	21,09 10^-6	0,692
	0,972		3,13 10^-2	22,1 10^-6	0,69
	0,946		3,21 10^-2	23,13 10^-6	0,688
	0,898		3,34 10^-2	25,45 10^-6	0,686

Степень черноты различных поверхностей

Материал и состояние поверхности	Температура (°С)	Степень черноты
Алюминий; тщательно полированная пластина	200-600	0.04-0.06
Алюминий; сильно окислен	35-500	0.2-0.31
Силуминовое литье (в песчанной форме)	100-500	0.33-0.31
Силуминовое литье (в кокильной форме)	100-500	0.16-0.22
Дюралюминий Д16	50-350	0.37-0.41
Сталь полированная		0.066
Сталь листовая холоднокатанная		0.075-0.085
Сталь листовая сильно окисленная		0.8-0.82
Сталь различных сортов после окисления	300-800	0.86-0.92
Латунь прокатанная		0.06
Латунь прокатанная и обработанная грубым наждаком		0.2
Латунь тусклая	50-350	0.22
Латунь хромированная полированная		0.075
Медь торговая шлифованная		0.03
Медь шабренная до блеска		0.072
Медь; пластина после нагрева до 600°		0.57
Никель; проволока окисленная	70-200	0.44
Олово; луженное кровельное железо		0.07-0.08
Цинк; оцинкованное железо		0.23-0.27
Хром		0.08
Титан		0.63
Молибден		0.08-0.13
Тантал		0.14-0.33
Вольфрам		0.017-0.35
Асбестовый картон, бумага, ткань	20-300	0.95
Бумага тонкая, наклеенная на лакированную металлическую пластинку		0.92
Краски эмалевые; лаки различных цветов	20-100	0.92
Краски матовые различных цветов		0.92-0.96
Лак черный матовый	40-100	0.96-0.98
Лак белый		0.5-0.8
Муар серый, черный		0.87; 0.9
Краска защитно - зеленая		0.9
Краска бронзовая		0.51
Краска алюминиевая		0.28
Краски алюминиевые разной давности с переменным содержанием алюминия		0.28-0.67
Алюминиевая фольга без масла		0.09
Алюминиевая фольга, покрытая слоем масла		0.56
Окиси металлов	-	0.4-0.8
Резина		0.86
Стекло		0.9
Фарфор		0.92
Графит		0.7-0.8
Дерево		0.93
Керамика 22ХС		0.82-0.58
Керамика А-995		0.68-0.3
Керамика 102		0.88-0.6

Теплофизические параметры материалов

Наименование	r, кг/м³	l Вт/(м К)	c, кДж/(кг К)	a 10⁶, м²/с
Алюминий			0.92	91.3
Бронза			0.381	20.8
Латунь			0.378	26.4
Медь			0.381	114.5
Никель		58.2	0.462	14.1
Олово			0.921	39.2
Ртуть		4.9	0.138	4.25
Свинец		34.9	0.129	23.6
Серебро		45.8	0.234	186.5
Сталь		45.4	0.462	12.5
Цинк		116.3	0.394	42.3
Чугун			0.504	17.4

Материал	l Вт/(м С)	Материал	l Вт/(м С)
Текстолит	0,23	Стеклотекстолит	0,372
Гетинакс	0,122	Фторопласт	0,33
Компаунд К1	2,2	Пластмассы	0,3
Клей на основе эпоксидных смол	0,3	Клеи с кремниевым наполнителем	2,1
Клей теплопроводящий		Керамика 22ХС	13,1

Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 68 | Нарушение авторских прав

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.011 сек.)