Значения функции f (i, tc)

Таблица 4-2

При известной температуре кожуха и известных геометрических размерах блока коэффициент однозначно определяется из (4-6), (4-7), (4-8).

..Закон теплообмена зависит от многих факторов. Решающим из них является температурный напор и размеры кожуха.

По известной средней температуре = 0,5 (t -Ь 4) и температурном напоре определяют закон, по которому происходит теплообмен вблизи поверхности с определяющим размером L (рис. 4-13).

Определяющим размером для вертикально ориентированной поверхности является высота, для горизонтальной поверхности - наименьшая сторона. Определяющим размером для вертикально ориентированного цилиндрического кожуха является высота, для горизонтально ориентированного- диаметр.

Ориентация плоской нагретой поверхности учитывается поправочным коэффициентом N, который входит в выраж1шие а: для вертикально ориентированной поверхности N = i; для горизонтально ориентированной поверхности с нагретой стороной, обращенной вверх N =1,3; для нагретой стороны, обращенной вниз N = 0,7.

Расчет охлаждения сводится к определению тепловой характеристики, которая находится графо-аналитическим методом. Задаются температурой кожуха и вычисляют значения и а. После этого находят Р = с (t - 4)-Получают первую точку будущей характеристики Р = f (AJ- Затем задаются вторым значением температуры, повторяют расчет и находят вторую точку характеристики. Третьей точкой будет служить начало координат. Из полученного графика по известной мощности рассеяния находят перегрев кожуха, соответствующий данной мощности. Таким образом определяется температура кожуха при известной температуре окружающей среды.

Дальнейшая задача сводится к определению температуры нагретой зоны по найденному значению температуры кожуха.

С целью упрощения решения конструкция РЭА заменяется физической моделью, в которой шасси с расположенными на нем конструктивными элементами заменяют областью, называемой нагретой зоной. Тепловой характеристикой нагретой зойЫ является зависимость разности средне-поверхностной температуры нагретой зоны 4 и температуры окружающей -Среды 4 от мощности Р, рассеиваемой всеми элементами конструкции, т. е.

При расчете конвективной составляющей надо иметь в виду, что теплообмен конвекцией внутри блока происходит в замкнутом пространстве, поэтому расчет должен вестись по формулам, отражающим теплопередачу конвек-

цией в замкнутом пространстве (4-9). В этом случае учитывают теплопередачу не только за счет конвекции, но и за. счет кондукции.

Интенсивность теплообмена излучением между деталями и кожухом зависит от величины поверхностей, участвующих в теплообмене, от взаимного расположения элементов конструкции, степени черноты поверхностей шасси, кожуха и других элементов.

При расчете предполагается, что поверхность нагретой зоны - изотермическая, внутри нее равномерно распределены источники теплового лзлу-

град ut 40D-,

Рис. 4-13. Номограмма для определения закона охлаждения / - закон степени 1/8; 2 - степени 1/4; S - степени 1/3

чения. Нагретую зону представляют в виде параллелепипеда, построенного на шасси. Определяющими размерами нагретой зоны являются исходные размеры шасси /i и /2 и высота зоны (рис. 4-14), определяемая по формуле:

Лз = /гз1 + /гз2 + 4, (4-43)

где /I31 - часть нагретой зоны, расположенная над поверхностью шасси; hz - часть нагретой зоны, расположенная под шасси; Ig - толщина шасси.

Схематическое изображение блока с вертикальным расположением шасси, цилиндрического блока и соотв.етствующие им нагретые зоны представлены на рис. 4-15 и 4-16.

Геометрические размеры /I31 и /I32 определяются по формуле:

(4-44) 79

где i == 1,2; V,- - объем /-го элемента конструкции в i-u отсеке блока; Hi - количество элементов в i-м отсеке блока.

Нагретая зона делит объем физической модели блока на несколько частей. В каждой части характер теплообмена различен, в зависимости от ориентации поверхностей. Всем параметрам, характеризующим объем 1 над нагретой зоной, будем присваивать индекс «1». Объем 2 под нагретой зоной - индекс «2»; областью з назовем объем нагретой зоны, а 4 - объем между нагретой зоной и боковыми поверхностями кожух;а.

Из полученного ранее выражения (4-33) определяют темЬературу нагретой зоны 4. а из выражения (4-34) - температуру кожуха Z- Тепловую проводимость нагретой зоны можно, определить как (см. рис. 4-14 и 4-15)

<з- S (-ь«,,)S,, - •

Рис. 4-14. Схематическое изображение нагретой зоны блока в виде параллелепипеда с горизонтально ориентированным шасси

Задача сводится к нахождению коэффициентов лучеиспускания и конвекции в замкнутом пространстве, входящих в с. Коэффициент лучеиспускания а„1 между t-й частью нагретой зоны и кожухом рассчитывается по формуле (4-21). В этом выражении коэффициент взаимной облученности <Pi2 приравнивается единице, так как" поверхность кожуха полностью охватывает условную нагретую зону, поэтому получаем

Здесь - приведенная степень черноты t-й поверхности нагретой зоны и кожуха определяется из выражения (4-19), где Sj - соответствуйщая часть поверхности нагретой зоны, а Sg - поверхность кожуха, воспринимающая лучистую энергию с поверхности S. С учевом этого выражение для будет:

1--7-Г-t=l,.2, . %

где - IJ; S, .= 2ft, (L + Ьг~ U) + {L - 2U) (L - 2U); г, и - степени черноты реальной нагретой зоны и внутренних поверхностей кожуха в t-й области; Si и Si - площади поверхностей условной нагретой зоны и внутренней части кожуха в i-й области.

Площади боковой поверхности условной и реальной нагретой зоны могут значительно отличаться, поэтому приведенную, степень черноты 81,4 определяют как , ,

; , е„4 = 8з4ек4,- (4--45)