Proračunat sustav hlađenja mosta. Proračun sustava hlađenja tekućinom. O koeficijentima stabilnosti i usporedbi s eksperimentalnim rezultatima

Sustav hlađenja- ovo je skup uređaja koji osiguravaju prisilno uklanjanje topline iz grijaćih dijelova motora.

Potreba za rashladnim sustavima za moderne motore proizlazi iz činjenice da prirodno odvođenje topline vanjskim površinama motora i odvođenje topline u cirkulirajuće motorno ulje ne osiguravaju optimalan temperaturni režim za motor i neke njegove sustave. Pregrijavanje motora povezano je s pogoršanjem procesa punjenja cilindara svježim punjenjem, izgaranjem ulja, povećanjem gubitaka trenja, pa čak i zahvaćanjem klipa. Kod benzinskih motora također postoji opasnost od paljenja (ne od svjećice, već zbog visoke temperature komore za izgaranje).

Sustav hlađenja trebao bi osigurati automatsko održavanje optimalnog toplinskog režima motora pri svim brzinama i načinima rada njegovog rada na temperaturi okoline od -45 ... +45 ° C, brzo zagrijavanje motora do radne temperature, minimalna potrošnja energije za pogonske jedinice sustava, mala težina i male ukupne dimenzije, pouzdanost rada, određena životnim vijekom, jednostavnost i lakoća održavanja i popravka.

Sustavi hlađenja zraka i tekućine koriste se na modernim vozilima na kotačima i gusjenicama.

Kod korištenja sustava zračnog hlađenja (slika a), toplina iz glave i bloka cilindra prenosi se izravno na zrak koji ih puše. Kroz zračnu košuljicu koju čini kućište 3, rashladni zrak pokreće ventilator 2, kojeg pokreće radilica pomoću remenskog pogona. Kako bi se poboljšalo odvođenje topline, cilindri 5 i njihove glave opremljeni su rebrima 4. Intenzitet hlađenja reguliraju posebne zračne zaklopke 6, koje se automatski kontroliraju zračnim termostatima.

Većina modernih motora ima tekući sustav hlađenja (sl. b). Sustav uključuje rashladne košulje 11 odnosno 13 glave i bloka cilindra, hladnjak 18, gornji 8 i donji 16 spojne cijevi s crijevima 7 i 15, pumpu za tekućinu 14, razvodnu cijev 72, termostat 9, ekspanzijski (kompenzacijski) spremnik 10 i ventilator 77 Rashladna tekućina (voda ili antifriz - tekućina koja ne smrzava) nalazi se u rashladnom plaštu, hladnjaku i cijevima.

Riža. Sheme zračnih (a) i tekućih (b) sustava za hlađenje motora:
1 - pogon remena; 2, 17 - ventilatori; 3 - kućište; 4 - rebra cilindra; 5 - cilindar; 6 - zračna zaklopka; 7, 15 - crijeva; 8, 16 - gornje i donje spojne cijevi; 9 - termostat; 10 - ekspanzijski spremnik; 77, - rashladni plašta za glavu i blok cilindra; 12 - razvodna cijev; 14 - pumpa za tekućinu; 18 - radijator

Kada motor radi, pumpa tekućine na pogon radilice cirkulira rashladnu tekućinu kroz sustav. Kroz razvodnu cijev 12 tekućina se najprije usmjerava prema najzagrijanijim dijelovima (cilindri, glava bloka), hladi ih i kroz cijev 8 ulazi u radijator 18. U radijatoru se strujanje tekućine grana kroz cijevi u tanke mlaznice i se hladi zrakom koji se upuhuje kroz radijator. Ohlađena tekućina iz donjeg spremnika radijatora kroz cijev 16 i crijevo 15 ponovno ulazi u pumpu tekućine. Protok zraka kroz radijator obično stvara ventilator 77 koji pokreće radilica ili poseban elektromotor. Na nekim vozilima na gusjenicama koristi se uređaj za izbacivanje kako bi se osigurao protok zraka. Princip rada ovog uređaja je korištenje energije ispušnih plinova koji velikom brzinom teku iz ispušne cijevi i uvlače zrak.

Regulira cirkulaciju tekućine u hladnjaku, održavajući optimalnu temperaturu motora, termostat 9. Što je temperatura tekućine u omotu viša, ventil termostata je otvoreniji i više tekućine ulazi u hladnjak. Pri niskoj temperaturi motora (na primjer, odmah nakon pokretanja), ventil termostata je zatvoren, a tekućina se ne usmjerava na hladnjak (kroz veliki krug cirkulacije), već odmah u usisnu šupljinu pumpe (u malom krugu ). To osigurava da se motor brzo zagrijava nakon pokretanja. Intenzitet hlađenja također se regulira pomoću zatvarača postavljenih na ulazu ili izlazu zračnog puta. Što je veći stupanj zatvaranja roleta, to manje zraka prolazi kroz radijator i lošije je hlađenje tekućine.

U ekspanzijskom spremniku 10, koji se nalazi iznad radijatora, nalazi se dovod tekućine za nadoknadu njenog gubitka u krugu zbog isparavanja i curenja. U gornjoj šupljini ekspanzijskog spremnika, para nastala u sustavu često se uklanja iz gornjeg razdjelnika hladnjaka i rashladnog plašta.

Tekuće hlađenje ima sljedeće prednosti u odnosu na zračno: lakše pokretanje motora pri niskim temperaturama okoline, ravnomjernije hlađenje motora, mogućnost korištenja blok cilindarskih struktura, pojednostavljenje rasporeda i mogućnost

izolacija zračnog puta, manje buke iz motora i manja mehanička naprezanja u njegovim dijelovima. Međutim, sustav tekućeg hlađenja ima niz nedostataka, kao što su složeniji dizajn motora i sustava, potreba za rashladnom tekućinom i češća izmjena ulja, opasnost od curenja tekućine i smrzavanja, povećano korozivno trošenje, značajna potrošnja goriva, složenija održavanje i popravak, kao i (u nekim slučajevima) povećana osjetljivost na promjene temperature okoline.

Crpka za tekućinu 14 (vidi sliku b) cirkulira rashladnu tekućinu u sustavu. Obično se koriste centrifugalne krilne pumpe, ali se ponekad koriste i zupčaste i klipne pumpe. Termostat 9 može biti jednoventilski i dvoventilski s tekućim termo-silnim elementom ili elementom koji sadrži kruto punilo (cerezin). U svakom slučaju, materijal za element toplinske sile mora imati vrlo visok koeficijent volumnog širenja, tako da kada se zagrije, stabljika termostatskog ventila može se pomaknuti na prilično veliku udaljenost.

U praksi su svi motori kopnenih vozila hlađenih tekućinom opremljeni takozvanim zatvorenim sustavima hlađenja, koji nemaju stalnu vezu s atmosferom. U tom slučaju u sustavu nastaje višak tlaka, što dovodi do povećanja vrelišta tekućine (do 105 ... 110 ° C), povećanja učinkovitosti hlađenja i smanjenja gubitaka, kao i smanjenje vjerojatnosti pojave mjehurića zraka i pare u strujanju tekućine.

Održavanje potrebnog nadtlaka u sustavu i osiguravanje pristupa atmosferskom zraku tijekom razrjeđivanja provodi se pomoću dvostrukog parno-zračnog ventila, koji je ugrađen na najvišoj točki sustava tekućine (obično u čepu za punjenje ekspanzijskog spremnika ili radijatora) . Parni ventil se otvara, dopuštajući višak pare da izađe u atmosferu, ako tlak u sustavu premašuje atmosferski tlak za 20 ... 60 kPa. Zračni ventil se otvara kada se tlak u sustavu smanji za 1 ... 4 kPa u usporedbi s atmosferskim (nakon što se motor zaustavi, rashladna tekućina se hladi i njezin volumen se smanjuje). Padovi tlaka pri kojima se ventili otvaraju osiguravaju se odabirom parametara opruga ventila.

U sustavu hlađenja s tekućinom ventilacijom, hladnjak cirkulira strujanjem zraka koji stvara ventilator. Ovisno o međusobnom rasporedu radijatora i ventilatora, mogu se koristiti sljedeće vrste ventilatora: aksijalni, centrifugalni i kombinirani, stvarajući i aksijalne i radijalne strujanja zraka. Aksijalni ventilatori ugrađuju se ispred radijatora ili iza njega u posebnom kanalu za dovod zraka. Zrak se dovodi u centrifugalni ventilator duž osi njegove rotacije, a uklanja - duž radijusa (ili obrnuto). Kada se radijator nalazi ispred ventilatora (u usisnom području), strujanje zraka u radijatoru je ravnomjernije, a temperatura zraka se ne povećava zbog njegovog miješanja od strane ventilatora. Kada se radijator nalazi iza ventilatora (u području pražnjenja), strujanje zraka u radijatoru je turbulentno, što povećava intenzitet hlađenja.

Na teškim kotačima i vozilima na gusjenicama, ventilator obično pokreće radilica motora. Mogu se koristiti kardanski, remeni i zupčani prijenosi (cilindrični i konusni). Kako bi se smanjila dinamička opterećenja ventilatora u njegovom pogonu od radilice, često se koriste uređaji za rasterećenje i prigušivanje u obliku torzijskih valjaka, gumenih, tarnih i viskoznih spojki, kao i fluidnih spojki. Za pogon ventilatora motora relativno male snage naširoko se koriste posebni elektromotori koji se napajaju iz ugrađenog električnog sustava. To, u pravilu, smanjuje masu elektrane i pojednostavljuje njezin raspored. Osim toga, korištenje elektromotora za pogon ventilatora omogućuje podešavanje frekvencije njegove rotacije, a time i intenziteta hlađenja. Ako je temperatura rashladne tekućine niska, ventilator se može automatski isključiti.

Radijatori međusobno povezuju putove zraka i tekućine rashladnog sustava. Svrha radijatora je prijenos topline s rashladne tekućine na atmosferski zrak. Glavni dijelovi radijatora su ulazni i izlazni razdjelnici, kao i jezgra (rashladna rešetka). Jezgra je izrađena od legura bakra, mjedi ili aluminija. Prema vrsti jezgre razlikuju se sljedeće vrste radijatora: cjevasti, cjevasto-lamelarni, cjevasto-trakasti, lamelarni i saćasti.

U sustavima hlađenja vozila na kotačima i gusjenicama najširu primjenu imaju cijevno-lamelarni i cjevasto-trakasti radijatori. Oni su kruti, izdržljivi, produktivni i imaju visoku toplinsku učinkovitost. Cijevi takvih radijatora imaju, u pravilu, ravni ovalni presjek. Cjevasto-lamelarni radijatori mogu se sastojati i od okruglih ili ovalnih cijevi. Ponekad se ravne ovalne cijevi postavljaju pod kutom od 10 ... 15 ° u odnosu na protok zraka, što pridonosi turbulenciji (vrtlogu) zraka i povećava prijenos topline radijatora. Ploče (trake) mogu biti glatke ili valovite, s piramidalnim izbočinama ili savijenim zarezima. Rebranje ploča, primjena zareza i izbočina povećavaju površinu hlađenja i osiguravaju turbulentan protok zraka između cijevi.

Riža. Rešetke cijevno-lamelarnih (a) i cjevasto-trakastih (b) radijatora

Tijekom proteklih 15...20 godina, kao rezultat brojnih eksperimentalnih istraživanja korištenjem gore navedenih shema ispitivanja, dobiveni su opsežni podaci o ponašanju tla u složenom napregnutom stanju. Budući da trenutno u…

• Invarijante napregnutih i deformiranih stanja podloge tla

  Upotreba invarijanti naprezanja i deformacija u mehanici tla započela je pojavom i razvojem istraživanja tla u uređajima koji omogućuju dvo- i troosnu deformaciju uzoraka u uvjetima složenog stanja naprezanja...

• O koeficijentima stabilnosti i usporedbi s eksperimentalnim rezultatima

  Budući da se u svim problemima razmatranim u ovom poglavlju tlo smatra u krajnjem napregnutom stanju, tada svi rezultati proračuna odgovaraju slučaju kada je faktor stabilnosti k3 = 1. Za ...

• Pritisak tla na konstrukcije

  Metode teorije granične ravnoteže posebno su učinkovite u problemima određivanja tlaka tla na konstrukcije, posebice potporne zidove. U ovom slučaju obično se uzima dano opterećenje na površini tla, na primjer, normalni tlak p (x) i ...

  Postoji vrlo ograničen broj rješenja za ravne, a još više prostorne probleme konsolidacije u obliku jednostavnih ovisnosti, tablica ili grafikona. Postoje rješenja za slučaj primjene koncentrirane sile na površinu dvofaznog tla (B…

Davno su prošla vremena kada računalo nije zahtijevalo specijalizirane sustave hlađenja.
Kako su se taktovi centralnog i grafičkog procesora povećavali, potonji su prvo počeli dobivati ​​pasivne radijatore, a potom su zahtijevali ugradnju ventilatora.

Danas niti jedno računalo ne može bez posebnih hladnjaka za hlađenje procesora, video kartice i sjevernog mosta čipseta.
Često se na tvrde diskove ugrađuju specijalizirani hladnjaci, a u samo kućište se postavljaju dodatni ventilatori za prisilnu konvekciju.

Nema što učiniti - ne možete se raspravljati sa zakonima fizike, a rast frekvencija sata i performansi računala neizbježno je popraćen povećanjem potrošnje energije i, kao rezultat, stvaranjem topline.
To pak tjera proizvođače da stvaraju nove, učinkovitije sustave hlađenja.
Na primjer, ne tako davno počeli su se pojavljivati ​​sustavi hlađenja temeljeni na toplinskim cijevima, koji se danas naširoko koriste za stvaranje sustava hlađenja prijenosnih računala.

Uz tradicionalne rashladne sustave temeljene na radijatorima s ventilatorima, sve su češći sustavi tekućeg hlađenja koji se koriste kao alternativa zračnim sustavima.
Međutim, ovdje se mora uzeti u obzir jedna važna napomena: unatoč svim uvjeravanjima proizvođača o potrebi korištenja sustava tekućeg hlađenja kako bi se osigurali normalni temperaturni uvjeti, u stvarnosti ovo stanje uopće nije potrebno tijekom normalnog rada računala.

Zapravo, svi moderni procesori dizajnirani su posebno za zračno hlađenje, a za to je sasvim dovoljan običan hladnjak koji se isporučuje u inačici procesora u kutiji.
Video kartice se općenito prodaju sa standardnim hladnjakom zraka, što eliminira potrebu za alternativnim rješenjima hlađenja.

Štoviše, dozvolit ću si da tvrdim da moderni sustavi zračnog hlađenja imaju određenu marginu i da stoga mnogi proizvođači čak smanjuju brzinu ventilatora bez žrtvovanja performansi, stvarajući tako nizak nivo buke za rashladne procesore i video kartice.
Prisjetite se barem ZALMAN tihih PC kompleta - ovi uređaji koriste ventilatore s malim brzinama, što je ipak sasvim dovoljno.

Da se tradicionalni sustavi zračnog hlađenja sasvim nose sa zadatkom koja im je dodijeljena svjedoči i činjenica da niti jedan domaći proizvođač računala ne ugrađuje tekućine za hlađenje u svoje serijske modele.
Prvo, skupo je, a drugo, nema posebne potrebe za njim.
A zastrašujuće priče da kako temperatura procesora raste, njegove performanse opadaju, što je posljedica Throttle tehnologije, uglavnom su izmišljene.

Zašto su nam onda uopće potrebni alternativni sustavi tekućeg hlađenja?
Činjenica je da smo do sada govorili o normalnom radu PC-a.
Ako problem hlađenja promatramo sa stajališta overclockanja, ispada da se standardni rashladni sustavi možda neće moći nositi sa svojim zadacima.
Tu u pomoć priskaču učinkovitiji sustavi hlađenja tekućinom.

Druga primjena sustava tekućeg hlađenja je organizacija odvođenja topline u ograničenom prostoru kućišta.
Stoga se takvi sustavi koriste u slučaju kada kućište nije dovoljno veliko da u njemu organizira učinkovito hlađenje zraka.

Kada se sustav hladi tekućinom, takva tekućina cirkulira kroz fleksibilne cijevi malog promjera.
Za razliku od zračnih vodova, cijevi za tekućinu mogu se konfigurirati u gotovo bilo kojoj konfiguraciji i smjeru.
Zauzimaju puno manji volumen od zračnih kanala, s istom ili puno većom učinkovitošću.

Primjeri takvih kompaktnih slučajeva, gdje tradicionalno zračno hlađenje možda nije učinkovito, su razni barebone sustavi ili prijenosna računala.

Uređaj tekućinskih rashladnih sustava

Razmotrite koji su sustavi za hlađenje tekućinom.
Temeljna razlika između zračnog i tekućeg hlađenja je u tome što se u potonjem slučaju umjesto zraka za prijenos topline koristi tekućina koja ima veći toplinski kapacitet od zraka.
Da biste to učinili, umjesto zraka, kroz radijator se pumpa tekućina - voda ili druge tekućine prikladne za hlađenje.
Kružna tekućina osigurava puno bolje odvođenje topline od strujanja zraka.

Druga razlika je u tome što su sustavi za hlađenje tekućinom mnogo kompaktniji od tradicionalnih hladnjaka zraka.
Zato su proizvođači prijenosnih računala prvi počeli koristiti tekućinsko hlađenje na uređajima masovne proizvodnje.

U smislu dizajna sustava prisilne cirkulacije tekućine u zatvorenoj petlji, sustavi za hlađenje tekućine mogu se podijeliti na dvije vrste: unutarnje i vanjske.
Istodobno, napominjemo da ne postoji temeljna razlika između unutarnjih i vanjskih sustava.
Jedina razlika je koji su funkcionalni blokovi unutar kućišta, a koji izvan.

Princip rada sustava za hlađenje tekućinom je prilično jednostavan i podsjeća na sustav hlađenja u automobilskim motorima.

Hladna tekućina (obično destilirana voda) pumpa se kroz radijatore hlađenih uređaja, gdje se zagrijava (odvodi toplinu).
Nakon toga, zagrijana tekućina ulazi u izmjenjivač topline, u kojem izmjenjuje toplinu s okolnim prostorom i hladi.
Za učinkovitu izmjenu topline s okolnim prostorom izmjenjivači topline obično koriste ventilatore.

Sve komponente konstrukcije međusobno su povezane fleksibilnim silikonskim crijevima promjera 5-10 mm.
Kako bi tekućina cirkulirala kroz zatvoreno kućište, koristi se posebna pumpa - pumpa.
Blok dijagram takvog sustava prikazan je na sl. jedan.

Riža. 1. Opća shema hlađenja tekućinom s pumpom

Kroz sustave za hlađenje tekućinom, toplina se odvodi iz središnjih procesorskih jedinica i grafičkih procesora video kartica.
Istodobno, tekući radijatori za grafiku i središnje procesore imaju neke razlike.
Za GPU-ove, oni su manje veličine, ali u osnovi ništa posebno jedan od drugog.

Učinkovitost tekućeg radijatora određena je područjem kontakta njegove površine s tekućinom, stoga se za povećanje kontaktne površine unutar tekućeg radijatora ugrađuju peraje ili stupaste igle.

U vanjskim sustavima za hlađenje tekućinom, unutar kućišta računala nalazi se samo tekući radijator, a spremnik rashladne tekućine, pumpa i izmjenjivač topline, smješteni u jednu jedinicu, izvlače se iz kućišta računala.

AMD Radeon Software Adrenalin Edition Driver 19.9.2 Opciono

Novi AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Opcijski upravljački program poboljšava performanse u Borderlands 3 i dodaje podršku za Radeon Image Sharpening.

Za izračunavanje sustava hlađenja motora automobila ili traktora, početna vrijednost je količina topline koja se odvodi iz njega u jedinici vremena Q cool . Ova se količina može odrediti iz jednadžbe toplinske ravnoteže:

gdje q ohladiti- udio količine topline odvedene iz motora. Za benzinske motore q ohladiti= 800–1300 kJ/kW? s, za dizel motore q ohladiti= 1100–1150 kJ/kW? s.

Odredivši vrijednost Q cool , zatim pronađite količinu tekućine , cirkulira u rashladnom sustavu u jedinici vremena,

,

gdje W je toplinski kapacitet cirkulirajuće tekućine.

Za vodu C w = 4,22 kJ/kg? K, za smjese etilen glikola C w = 2–3,8 kJ/kg? DO;

t van, t unutra- temperatura tekućine koja izlazi iz radijatora i ulazi u njega, °C.

Za radijatore automobilskih i traktorskih motora, vrijednost t van – t unutra= 5–10? S.

Sustav hlađenja motora obično se izračunava za dva načina rada motora: pri nazivnoj snazi ​​i maksimalnom zakretnom momentu.

Veličina rashladne površine radijatora (m 2) određena je formulom:

,

gdje k je ukupni koeficijent prolaza topline kroz zidove radijatora,

t ohladiti- prosječna temperatura rashladne tekućine u radijatoru, °S;

,

gdje je t u rashladnoj tekućini = 90 ? C je temperatura rashladne tekućine na ulazu u radijator;

t van cool = 80–85? C je temperatura rashladne tekućine na izlazu iz radijatora;

t ohladiti je prosječna temperatura zraka koji prolazi kroz radijator, °C,

,

gdje je t na hladnom = 40? C je temperatura zraka na ulazu radijatora;

t van cool = 60–70? C je temperatura zraka na izlazu iz radijatora.

Koeficijent k ovisi o mnogim čimbenicima: materijalu rashladne rešetke, obliku i stanju njezinih unutarnjih i vanjskih površina, prirodi kretanja protoka zraka itd. Prijenos topline radijatora značajno se pogoršava kada se stvori kamenac, hrđa ili prljavština u tome.

Vrijednost k može se odrediti formulom:

,

gdje? 1 \u003d 8500–14500 kJ / m 2? h? K je koeficijent prijenosa topline od tekućine do stijenki radijatora;

? je koeficijent toplinske vodljivosti metala stijenki (cijevi) radijatora. Za vrijednost mesinga? = 300–450 kJ/m? h? K, za aluminij -? = 300–350 kJ/m? h? K, za nehrđajući čelik -? = 35–70 kJ/m? h? DO;

? je debljina stijenke cijevi, m;

? 2 - koeficijent prijelaza topline sa stijenki radijatora (cijevi) na zrak, ? 2 \u003d 150–1100 kJ / m 2? h? DO.

Koeficijent? 2 uglavnom ovisi o brzini zraka ? TKO prolazi kroz radijator, a izražava se ovisnošću:

Za preliminarne izračune površine radijatora rashladnog sustava, možete koristiti formulu:

,

gdje f- specifična površina hlađenja, m 2 / kW.

Za automobile f= 0,14–0,3, za kamione f= 0,2–0,4, za traktore f = 0.4–0.55.

Kapacitet sustava hlađenja tekućinom l. (Ne u kW) varira u sljedećim granicama: za automobile – (0,13–0,35)?Ne, za kamione – (0,27–0,8)?Ne, za traktore – (0,5–1,7)?Ne.

Veličina ventilatora motora automobila ili traktora mora biti takva da osigurava dovod zraka u količini potrebnoj za hlađenje tekućine u hladnjaku.

Vrsta ventilatora određena je uvjetnim koeficijentom brzine:

,

gdje V TKO- učinak ventilatora, m 3 / s.

,

gdje? TKO= 1,07 kg/m 3 - gustoća zraka;

Woz= 1 kJ/kg? K je toplinski kapacitet zraka;

H - pritisak ventilatora. H = 600–1000 Pa.

Kod n ref = 15–100 koriste se centrifugalni ventilatori, a kod n ref = 80–300 koriste se aksijalni jednostupanjski ventilatori.

= ([Temperatura na vrućoj točki, °C] - [Temperatura na hladnoj točki, °C]) / [Rasipana snaga, W]

To znači da ako se toplinska snaga od X W dovodi s vruće točke na hladnu, a toplinski otpor je Y cg / W, tada će temperaturna razlika biti X * Y cg.

Formula za izračun hlađenja elementa sile

Za slučaj izračunavanja odvođenja topline elektroničkog energetskog elementa, isto se može formulirati na sljedeći način:

[Temperatura kristala energetskog elementa, GC] = [Temperatura okoline, °C] + [Rasipana snaga, W] *

gdje [ Ukupni toplinski otpor, Hz/W] = + [Toplinski otpor između kućišta i radijatora, Hz/W] + (za slučaj s radijatorom),

ili [ Ukupni toplinski otpor, Hz/W] = [Toplinski otpor između kristala i kućišta, Hz/W] + [Toplinski otpor između kućišta i okoline, Hz/W] (za kućište bez hladnjaka).

Kao rezultat izračuna, moramo dobiti takvu temperaturu kristala da je manja od najveće dopuštene vrijednosti navedene u priručniku.

Gdje mogu dobiti podatke za izračun?

Toplinski otpor između matrice i kućišta za energetske elemente obično se navodi u priručniku. I to je označeno ovako:

Neka vas ne zbuni činjenica da su mjerne jedinice K / W ili K / W napisane u priručniku. To znači da je ova vrijednost data u Kelvinima po vatu, u Hz po W bit će potpuno ista, odnosno X K / W \u003d X Hz / W.

Obično referentne knjige daju najveću moguću vrijednost ove vrijednosti, uzimajući u obzir tehnološku širinu. To nam je potrebno, jer moramo izvršiti izračun za najgori slučaj. Na primjer, maksimalni mogući toplinski otpor između kristala i kućišta tranzistora s efektom polja snage SPW11N80C3 je 0,8 c/W,

Toplinski otpor između kućišta i hladnjaka ovisi o vrsti slučaja. Tipične maksimalne vrijednosti prikazane su u tablici:

Izolacijska podloga. Prema našem iskustvu, pravilno odabrana i postavljena izolacijska podloga udvostručuje toplinski otpor.

Toplinski otpor između kućišta/rashladnog tijela i okoline. Ovaj toplinski otpor, s točnošću prihvatljivom za većinu uređaja, prilično je jednostavno izračunati.

[Toplinski otpor, Hz/W] = [120, (gC * sq. cm) / W] / [Površina radijatora ili metalnog dijela tijela elementa, m2. cm].

Ovaj izračun prikladan je za uvjete u kojima se ugrađuju elementi i radijatori bez stvaranja posebnih uvjeta za prirodni (konvekcija) ili umjetni protok zraka. Sam koeficijent je odabran iz našeg praktičnog iskustva.

Specifikacija većine hladnjaka sadrži toplinski otpor između hladnjaka i okoline. Dakle, u izračunu je potrebno koristiti ovu vrijednost. Ovu vrijednost treba izračunati samo ako se ne mogu pronaći tablični podaci o radijatoru. Često koristimo korištene hladnjake za sastavljanje uzoraka za otklanjanje pogrešaka, tako da nam ova formula puno pomaže.

U slučaju kada se toplina odvodi preko kontakata tiskane ploče, u proračunu se može koristiti i kontaktna površina.

U slučaju kada se toplina odvodi kroz izvode elektroničkog elementa (obično diode i zener diode relativno male snage), površina izvoda se izračunava na temelju promjera i duljine elektrode.

[Olovna površina, kv. cm.] = Pi * ([ Duljina desnog izlaza, vidi] * [Desni izlazni promjer, vidi] + [Duljina lijevog izlaza, vidi] * [Promjer lijevog izlaza, vidi])

Primjer izračuna odvođenja topline iz zener diode bez radijatora

Neka zener dioda ima dva terminala promjera 1 mm i duljine 1 cm. Neka rasprši 0,5 vata. Zatim:

Izlazna površina će biti oko 0,6 četvornih metara. cm.

Toplinski otpor između kućišta (terminala) i okoline bit će 120 / 0,6 = 200.

Toplinski otpor između kristala i kućišta (terminala) u ovom slučaju može se zanemariti, jer je mnogo manji od 200.

Pretpostavimo da će maksimalna temperatura na kojoj će uređaj raditi biti 40 °C. Tada je temperatura kristala = 40 + 200 * 0,5 = 140 °C, što je prihvatljivo za većinu zener dioda.

Online izračun hladnjaka - radijatora

Imajte na umu da se za pločaste radijatore mora izračunati površina obje strane ploče. Za PCB staze koje se koriste za odvođenje topline potrebno je uzeti samo jednu stranu, jer druga ne dolazi u dodir s okolinom. Za iglene radijatore potrebno je približno procijeniti površinu jedne igle i to područje pomnožiti s brojem igala.

Online proračun odvođenja topline bez radijatora

Nekoliko elemenata na jednom radijatoru.

Ako je nekoliko elemenata ugrađeno na jedan hladnjak, tada izračun izgleda ovako. Prvo izračunavamo temperaturu radijatora pomoću formule:

[Temperatura hladnjaka, gc] = [Temperatura okoline, °C] + [Toplinski otpor između radijatora i okoline, Hz/W] * [Ukupna snaga, W]

[Temperatura kristala, c] = [Temperatura hladnjaka, gc] + ([Toplinski otpor između kristala i tijela elementa, Hz/W] + [Toplinski otpor između tijela elementa i radijatora, Hz/W]) * [Snaga koju raspršuje element, W]