верхность условной нагретой зоны s3, j, = 0,267 м. Реальная поверхность нагретой зоны s31 =0,112 5з2 = 0,187 м.

Будем считать, что все наружные и внутренние поверхности блока имеют степень черноты 8 = 0,9. Блок предназначен для работы в нормальных климатических условиях, температура окружающей среды = 20° С, плотность воздуха Vc = 1,2 кг!к?, удельная теплоемкость с= 1,01.103 дж1(кг.град).

Решение. 1. По методике, изложенной в предыдущем примере, находим тепловые характеристики для блока с герметичным кожухом (рис. 4-20).

2. Задаемся температурой перегрева нагретой зоны &3 = 50° С и находим для герметичного блока (рис. 4-20) температуру перегрева кожуха = 18 град.

По формуле (к - 20) = 0,75 (Ск - определяем температуру перегрева перфорированного кожуха:

(4-20)1 = 0,75-18= 13,5° С;

3-= 13,5 граЭ; / = 33,5° С.

град 60

30 20 10 О

10 20 30 40 50

70 60 90 100 110 вт

Рис. 4-20. Тепловые характеристики кожуха и нагретой зоны (к примеру расчета блока с перфорированным кожухом)

По графику (рис. 4-18) находим для этой температуры перегрева соответствующее значение мощности Рк = 62,5 вт.

3. Задаемся значением коэффициента теплоотдачи в первом приближении сс = = 5 ёт1(лё.град).

4. По формуле (4-59) рассчитываем мощность Рз. л, рассеиваемую излучением с поверхности нагретой зоны и передаваемую на кожух. Так как степени черноты внутренней поверхности кожуха и нагретой зоны больше 0,75, то в первом приближении можно считать бп «6.63=0,9-0,9=0,81.

Определим значение функции температур

/70 + 273 \4 /33,5 + 273\4

f (ts. <к) = 5,67.--70-33,5 - = 7.75 вт/{м.град)

Рз. л = 0,81.7,85. (70 - 33,5). 1 • 0,267 = 62,0 вт.

5. По уравнениям (4-74) найдем t\ (в первом приближении);

. АР = 62,0 - 62,5 =-0.5 em;

0,376 0.230

33,5 +

5-0,230

55,2° С;

1 = 0,112.70 + 0,144. 33,5 = 12,7 мУгрпд; а= 0,187.70 + 0,230.33,5 = 20,7 мУград; А = 12,7+ 20,7= 33,4 мУград;

« = 2(0.112 + 0,144)-

0.144

0,230

(0,187 + 0,230-0,112 - 0,144) = 0,411 м;

(О 144\ 2 + 5 j 12,7 + 20,7 - 55,2 (0.187 + 0,230 0.112 - 0,144) +

+ (о.1Г2-5.0,187-20 = 45,2 мград;

b = 55,2-12,7 + 33.4 - (0.187 -f 0,230) 55.2-20 == 920м/град, 0.411 - 45,2 <i + 920 = 0;

/i = 55.1 ± ]/ 3040 - 2240 = 55,1 ±28.2; . .

t[ = 2Q.9PC; tl = 83.3° C.

Из. двух значений ti выбираем наименьшее, так как при <j = 83,3° С получим <; tj, что противоречит смыслу задачи: t\ = 26,9° С; Tj = 299° К.

6. По формулам (4-75), (4-51), (4-54) рассчитываем t t;

- 1 = 55,226.9 = 38.4° С; = 311° К;

в. ш = 20-f 2 (26.9 - 20) = 33.8° С; Те. ш = 307° К; «вых = 33.8 + 2 (38,4 - 33.8) - 43,0° С; Твых = 316° К.

7. Определим расход воздуха по формуле (4-73): - . . L = 0.e2-0,6.10-2.1,2.293-2-9.81 X

Г 0,04-fO.l 0,04 0.1

8. По графику (рис. 4-19) уточняем значение коэффициента теплоотдачи а. Масса заполняющего блок воздуха при температуре 20° С Go = 5,06.10" кг. При этом L/G(,= 0,98 X X 10" : 5,06.10-2 = 0,0193 сек"*. Этому значению L/Go соответствует а = 3,1 ет/(м.град).

9. По уточненному значению а повторяем расчет во втором приближении,. при этом полагаем 4 = 70° С; 41 = 4 = 33,5° С; Р„ == 62,5 ет; а = 3,4 вт1{м.град); л = 62 вт.

11 0,376 , 0,5

6130-"+ 3,1.0.230

а" = а= 0,411 м\ б" = (2-f 12,7 + 20.7-55,5(0,187-f 0.230-0,112-0,144)-f

-f (0,112 - 5 0.187) .20 = 45.3 /4 .рад;

6 = 55,5. 12,7 + 33,5 - (0,187 + 0,230). 55,5.20 = 918 м.ерад; 0,411 л\ - 45,32 «1 + 918,8 = 0;

4 = 55,2 ± / 3020 - 2230 = 55,2 ± 28,1. • Физическому смыслу задачи отвечает = 55,2 - 28,1 = 27, Г С; следовательно, <}1 = 27.ГС, а Г{1 = 300°К.

t = 55,5 - -411- -27.1 = 37,0° С; Т = 310° К;

\

"ых = 34,2 + 2(37,0 - 34,2) =39,8°С; Т!, = 312° К;

i = o,62.0,6-10-2.1,2.0,293 гэЖ X

0.04 + 0.1 0,04 0,1

Z./G„ = 1.10-3 : 5.06.10-2 == 0.0198 секГ.

По графику рис. 4-19 уточняем значение коэффициента теплоотдачи; а =3,15 вт/(м- град). По формуле (4-62) рассчитываем во втором приближении рассеиваемую блоком мощность

Р" = 62,5 -f 2-10.10-4.101. 103 (37,0 - 27,1) == 82,5 вт.

По формуле (4-76) уточняем значение ki

г г-ьоыоз-ыо-з

0,144

3,15

(27.1 -20)+ (0,112 +

• +0,144) 27,1 - 0,112.70

= 25,3° С.

10. Разность tli - 4 = 25,3-33,5 = - 8,2°С, что составляет более 5% от 4. поэтому необходимо произвести расчет в третьем приближении, уточнив значение по формуле (4-77): = 33,5 - 0,1 (25,3 - 33,5) = 34,3° С. По графику (рис. 4-20) находим Р" = = 65 вт.

/ 70 + 273 у / 34.3 + 273 у • • .

/(4.П-5>67. 70-34.32" -=1Лет,(м.граЬу,

Рз.л = 0,81.7,77.,(70 - 34,3).0,267 = 60 em.

ДР = 60 - 65 = --5 вт;

0,376 0.230

-34.3

3.15-0.230

= 62,9° С;

Al = 0,112-70 + 0,144.34,3 = 12,8 м.-град; Л2= 0,187-70+ 0,230-34,3= 21,0 м-град; А= ki+ 12.8 + 21,0 = 33.8 м-. град;

а = 0,411 м.

6 = (212.8 + 21.0 - 62,9 (0.187 + 0,230 - 0,112 - 0,144) +

.+ (о,.112--0.187) 20 = 44.3 м-град;

6 = 62,9- 12,8 + 33,8 - (0,187 + 0,230. 62,9- 20 = 957 м. град; 0,41Hf -44,31+ 957 = 0; 1 = 54 ± 2920 - 2330 === 54 ± 24,3; 4" = 29,7° С; Г" = 302° К:

" • - 4" = 62.9- 29,7 = 44.3° С; Т" = 317° К;

• • , Ё"ш= 20 + 2 (29,7 - 20) = 39.4° С; tjjj = 312° К;

«L = 39.4 + 2(44,3 - 39,4)=49,2°C; Т = 322°К. Расход воздуха в третьем приближении " -

=0,62.0.6.10-2-1,2.293-j/"2:9;8T X

X

0,04 + 0,1 0,04 0,1

1,1-10-8 кг/ск;

L/Go = 1,09-10-3 : 5,06-10" = 0,0216 сек~; а" = 3,25 вт/(м-град). 11. Мощность, рассеиваемая блоком, в третьем приближении

Р" = 65 + 2.1,09-10-з.1,01.10з.(44,3 - 29.7) =97.4 е/и;

1 г 2-1,01-103-1,09.10-3

к1 . 0.144

3,25

(29,7 -20)+ (0,112 +

+ 0.144).29,7 - 0,112-70

= 44° С.