Vypočítaný chladiaci systém mosta. Výpočet kvapalinového chladiaceho systému. O koeficientoch stability a porovnaní s experimentálnymi výsledkami

Chladiaci systém- ide o súbor zariadení, ktoré zabezpečujú nútený odvod tepla z vykurovacích častí motora.

Potreba chladiacich systémov pre moderné motory je spôsobená skutočnosťou, že prirodzený odvod tepla vonkajšími povrchmi motora a odvod tepla do cirkulujúceho motorového oleja nezabezpečujú optimálny teplotný režim pre motor a niektoré jeho systémy. Prehrievanie motora je spojené so zhoršením procesu plnenia valcov novou náplňou, spaľovaním oleja, zvyšovaním strát trením, až zadrhávaním piestu. Na benzínových motoroch hrozí aj nebezpečenstvo žeravého vznietenia (nie od zapaľovacej sviečky, ale kvôli vysokej teplote spaľovacieho priestoru).

Chladiaci systém by mal zabezpečiť automatické udržiavanie optimálneho tepelného režimu motora pri všetkých režimoch otáčok a zaťaženia jeho prevádzky pri teplote okolia -45 ... +45 ° С, rýchle zahriatie motora na prevádzkovú teplotu, minimálna spotreba energie pre jednotky akčného systému, nízka hmotnosť a malé celkové rozmery, prevádzková spoľahlivosť, podmienená životnosťou, jednoduchosť a nenáročnosť na údržbu a opravy.

Systémy chladenia vzduchom a kvapalinou sa používajú na moderných kolesových a pásových vozidlách.

Pri použití systému chladenia vzduchom (obr. a) sa teplo z hlavy a bloku valcov prenáša priamo do vzduchu, ktorý ich fúka. Cez vzduchový plášť tvorený skriňou 3 je chladiaci vzduch poháňaný ventilátorom 2, poháňaným kľukovým hriadeľom pomocou remeňového pohonu. Pre zlepšenie odvodu tepla sú valce 5 a ich hlavy vybavené rebrami 4. Intenzitu chladenia regulujú špeciálne vzduchové klapky 6, riadené automaticky vzduchovými termostatmi.

Väčšina moderných motorov má kvapalinový chladiaci systém (obr. b). Systém obsahuje chladiace plášte 11 a 13 hlavy a bloku valcov, chladič 18, horné 8 a spodné 16 spojovacie potrubia s hadicami 7 a 15, kvapalinové čerpadlo 14, rozvodné potrubie 72, termostat 9, expanznú (kompenzačnú) nádrž 10 a ventilátor 77 Chladiaca kvapalina (voda alebo nemrznúca kvapalina - nemrznúca kvapalina) je v chladiacom plášti, chladiči a potrubí.

Ryža. Schémy vzduchových (a) a kvapalinových (b) chladiacich systémov motora:
1 - remeňový pohon; 2, 17 - ventilátory; 3 - puzdro; 4 - rebrá valca; 5 - valec; 6 - vzduchová klapka; 7, 15 - hadice; 8, 16 - horné a spodné spojovacie potrubia; 9 - termostat; 10 - expanzná nádrž; 77, - chladiace plášte hlavy a bloku valcov; 12 - rozvodné potrubie; 14 - kvapalinové čerpadlo; 18 - radiátor

Keď motor beží, kvapalinové čerpadlo poháňané kľukovým hriadeľom cirkuluje chladiacu kvapalinu cez systém. Rozvodným potrubím 12 je kvapalina najprv nasmerovaná na najviac ohrievané časti (valce, hlava bloku), ochladzuje ich a potrubím 8 sa dostáva do chladiča 18. V chladiči sa prúdenie kvapaliny vetví cez rúrky do tenkých pramienkov a sa ochladzuje vzduchom vháňaným cez radiátor. Ochladená kvapalina zo spodnej nádrže chladiča cez potrubie 16 a hadicu 15 opäť vstupuje do kvapalinového čerpadla. Prúdenie vzduchu chladičom je zvyčajne vytvárané ventilátorom 77 poháňaným kľukovým hriadeľom alebo špeciálnym elektromotorom. Na niektorých pásových vozidlách sa na zabezpečenie prúdenia vzduchu používa vyhadzovacie zariadenie. Princípom činnosti tohto zariadenia je využitie energie výfukových plynov prúdiacich vysokou rýchlosťou z výfukového potrubia a unášajúceho vzduch.

Reguluje cirkuláciu kvapaliny v chladiči, udržiava optimálnu teplotu motora, termostat 9. Čím vyššia je teplota kvapaliny v plášti, tým je ventil termostatu viac otvorený a do chladiča vstupuje viac kvapaliny. Pri nízkej teplote motora (napríklad ihneď po naštartovaní) sa ventil termostatu zatvorí a kvapalina nie je nasmerovaná do chladiča (cez veľký cirkulačný kruh), ale okamžite do sacej dutiny čerpadla (v malom kruhu ). To zaisťuje rýchle zahriatie motora po naštartovaní. Intenzita chladenia je tiež regulovaná pomocou uzáverov inštalovaných na vstupe alebo výstupe vzduchovej cesty. Čím väčší je stupeň zatiahnutia žalúzií, tým menej vzduchu prechádza radiátorom a tým horšie je chladenie kvapaliny.

V expanznej nádrži 10 umiestnenej nad chladičom je prívod kvapaliny na kompenzáciu jej straty v okruhu v dôsledku vyparovania a netesností. V hornej dutine expanznej nádrže sa para vytvorená v systéme často odstraňuje z horného potrubia chladiča a chladiaceho plášťa.

Kvapalinové chladenie má v porovnaní s chladením vzduchom tieto výhody: jednoduchšie štartovanie motora pri nízkych teplotách okolia, rovnomernejšie chladenie motora, možnosť použitia blokových konštrukcií valcov, zjednodušenie rozloženia a možnosť

izolácia vzduchovej cesty, menšia hlučnosť motora a nižšie mechanické namáhanie jeho častí. Kvapalinový chladiaci systém má však množstvo nevýhod, ako je zložitejšia konštrukcia motora a systému, potreba chladiacej kvapaliny a častejšej výmeny oleja, riziko úniku a zamrznutia kvapaliny, zvýšené korozívne opotrebovanie, značná spotreba paliva, zložitejšie údržba a opravy , ako aj (v niektorých prípadoch) zvýšená citlivosť na zmeny okolitej teploty.

Kvapalinové čerpadlo 14 (pozri obr. b) cirkuluje chladiacu kvapalinu v systéme. Bežne sa používajú odstredivé lamelové čerpadlá, ale niekedy sa používajú zubové a piestové čerpadlá. Termostat 9 môže byť jedno- a dvojventilový s tekutým termosilovým prvkom alebo prvkom obsahujúcim pevné plnivo (cerezín). V každom prípade musí mať materiál pre tepelný silový prvok veľmi vysoký koeficient objemovej rozťažnosti, takže pri zahriatí sa vreteno termostatického ventilu môže pohybovať o dosť veľkú vzdialenosť.

V praxi sú všetky motory kvapalinou chladených pozemných vozidiel vybavené takzvanými uzavretými chladiacimi systémami, ktoré nemajú trvalé spojenie s atmosférou. V tomto prípade sa v systéme vytvára pretlak, čo vedie k zvýšeniu bodu varu kvapaliny (až do 105 ... 110 ° C), zvýšeniu účinnosti chladenia a zníženiu strát, ako aj zníženie pravdepodobnosti výskytu bublín vzduchu a pary v prúde kvapaliny.

Udržiavanie potrebného pretlaku v systéme a zabezpečenie prístupu k atmosférickému vzduchu počas riedenia sa vykonáva pomocou dvojitého ventilu typu para-vzduch, ktorý je inštalovaný v najvyššom bode kvapalinového systému (zvyčajne v uzávere plniaceho otvoru expanznej nádrže alebo chladiča) . Parný ventil sa otvorí a umožní únik prebytočnej pary do atmosféry, ak tlak v systéme prekročí atmosférický tlak o 20 ... 60 kPa. Vzduchový ventil sa otvorí, keď tlak v systéme klesne o 1 ... 4 kPa v porovnaní s atmosférickým (po zastavení motora sa chladiaca kvapalina ochladí a jej objem sa zníži). Poklesy tlaku, pri ktorých sa ventily otvárajú, sú zabezpečené výberom parametrov ventilových pružín.

V kvapalinou vetranom chladiacom systéme cirkuluje chladič prúdením vzduchu generovaným ventilátorom. V závislosti od vzájomného usporiadania radiátora a ventilátora je možné použiť tieto typy ventilátorov: axiálne, radiálne a kombinované, vytvárajúce axiálne aj radiálne prúdenie vzduchu. Axiálne ventilátory sú inštalované pred chladičom alebo za ním v špeciálnom potrubí prívodu vzduchu. Vzduch sa privádza do odstredivého ventilátora pozdĺž osi jeho otáčania a odstraňuje sa - pozdĺž polomeru (alebo naopak). Pri umiestnení chladiča pred ventilátorom (v oblasti nasávania) je prúdenie vzduchu v chladiči rovnomernejšie a nedochádza k zvýšeniu teploty vzduchu jeho miešaním ventilátorom. Keď je chladič umiestnený za ventilátorom (v oblasti výtlaku), prúdenie vzduchu v chladiči je turbulentné, čo zvyšuje intenzitu chladenia.

Na ťažkých kolesových a pásových vozidlách je ventilátor zvyčajne poháňaný kľukovým hriadeľom motora. Je možné použiť kardanový, remeňový a ozubený prevod (valcový a kužeľový). Na zníženie dynamického zaťaženia ventilátora pri jeho pohone od kľukového hriadeľa sa často používajú odľahčovacie a tlmiace zariadenia vo forme torzných valcov, gumových, trecích a viskóznych spojok, ako aj kvapalinových spojok. Na pohon ventilátora motorov s relatívne nízkym výkonom sa vo veľkej miere používajú špeciálne elektromotory, ktoré sú napájané z palubnej elektrickej sústavy. To spravidla znižuje hmotnosť elektrárne a zjednodušuje jej usporiadanie. Použitie elektromotora na pohon ventilátora navyše umožňuje nastaviť frekvenciu jeho otáčania, a tým aj intenzitu chladenia. Ak je teplota chladiacej kvapaliny nízka, ventilátor sa môže automaticky vypnúť.

Radiátory navzájom spájajú vzduchové a kvapalinové cesty chladiaceho systému. Účelom radiátorov je prenášať teplo z chladiacej kvapaliny do atmosférického vzduchu. Hlavnými časťami radiátora sú vstupné a výstupné rozdeľovače, ako aj jadro (chladiaca mriežka). Jadro je vyrobené z medi, mosadze alebo zliatin hliníka. Podľa typu jadra sa rozlišujú tieto typy radiátorov: trubicové, trubicovo-lamelové, trubicovo-páskové, lamelové a voštinové.

V chladiacich systémoch kolesových a pásových vozidiel sa najčastejšie používajú rúrkové lamelové a rúrkové páskové radiátory. Sú pevné, odolné, vyrobiteľné a majú vysokú tepelnú účinnosť. Rúry takýchto radiátorov majú spravidla plochý oválny prierez. Rúrkovo-lamelové radiátory môžu pozostávať aj z okrúhlych alebo oválnych rúrok. Niekedy sú ploché oválne rúrky umiestnené pod uhlom 10 ... 15 ° k prúdeniu vzduchu, čo prispieva k turbulencii (víreniu) vzduchu a zvyšuje prenos tepla radiátora. Dosky (pásky) môžu byť hladké alebo vlnité, s pyramídovými výčnelkami alebo ohnutými zárezmi. Zvlnenie dosiek, aplikácia zárezov a výstupkov zväčšuje chladiaci povrch a zabezpečuje turbulentné prúdenie vzduchu medzi rúrkami.

Ryža. Mriežky trubicovo-lamelových (a) a trubicovo-páskových (b) radiátorov

Za posledných 15...20 rokov, ako výsledok početných experimentálnych štúdií s použitím vyššie uvedených testovacích schém, boli získané rozsiahle údaje o správaní pôd v komplexnom stresovom stave. Pretože momentálne v…

• Invarianty napätých a deformovaných stavov pôdneho média

  Využitie invariantov napätia a deformácie v mechanike pôdy začalo vznikom a rozvojom výskumu pôd v zariadeniach, ktoré umožňujú dvoj- a trojosovú deformáciu vzoriek v podmienkach komplexného napäťového stavu ...

• O koeficientoch stability a porovnaní s experimentálnymi výsledkami

  Keďže vo všetkých problémoch uvažovaných v tejto kapitole je zemina uvažovaná v medznom napätom stave, potom všetky výsledky výpočtu zodpovedajú prípadu, keď súčiniteľ stability k3 = 1. Pre ...

• Zemný tlak na konštrukcie

  Metódy teórie medznej rovnováhy sú účinné najmä v problémoch určovania tlaku zeminy na konštrukcie, najmä oporné steny. V tomto prípade sa zvyčajne berie dané zaťaženie na povrchu pôdy, napríklad normálny tlak p (x) a ...

  Existuje veľmi obmedzený počet riešení pre plošné a ešte viac priestorové problémy konsolidácie vo forme jednoduchých závislostí, tabuliek alebo grafov. Existujú riešenia pre prípad aplikácie koncentrovanej sily na povrch dvojfázovej pôdy (B…

Časy, keď počítač nevyžadoval špeciálne chladiace systémy, sú dávno preč.
Keď sa taktovanie centrálnych a grafických procesorov zvyšovalo, tieto začali najskôr získavať pasívne žiariče a následne si vyžiadali inštaláciu ventilátorov.

Dnes sa ani jeden počítač nezaobíde bez špeciálnych chladičov na chladenie procesora, grafickej karty a northbridge čipsetu.
Na pevné disky sú často inštalované špecializované chladiče a do samotného puzdra sú umiestnené ďalšie ventilátory na nútenú konvekciu.

Nedá sa nič robiť - nemôžete sa hádať s fyzikálnymi zákonmi a rast hodinových frekvencií a výkonu počítača je nevyhnutne sprevádzaný zvýšením spotreby energie a v dôsledku toho aj tvorbou tepla.
To zase núti výrobcov vytvárať nové, efektívnejšie chladiace systémy.
Napríklad nie tak dávno sa začali objavovať chladiace systémy založené na tepelných trubiciach, ktoré sa teraz široko používajú na vytváranie chladiacich systémov pre notebooky.

Spolu s tradičnými chladiacimi systémami založenými na radiátoroch s ventilátormi sú čoraz bežnejšie systémy kvapalinového chladenia, ktoré sa používajú ako alternatíva k vzduchovým systémom.
Tu však treba poznamenať jednu dôležitú poznámku: napriek všetkým ubezpečeniam výrobcov o potrebe použitia kvapalinových chladiacich systémov na zabezpečenie normálnych teplotných podmienok, v skutočnosti táto podmienka pri bežnej prevádzke PC nie je vôbec potrebná.

Vlastne všetky moderné procesory sú navrhnuté špeciálne na chladenie vzduchom a na to úplne stačí štandardný chladič dodávaný v krabicovej verzii procesora.
Grafické karty sa vo všeobecnosti predávajú so základným vzduchovým chladičom, čím sa eliminuje potreba alternatívnych riešení chladenia.

Navyše si dovolím tvrdiť, že moderné vzduchové chladiace systémy majú určitú rezervu, a preto mnohí výrobcovia dokonca znižujú otáčky ventilátora bez obetovania výkonu a vytvárajú tak nízkohlučné zostavy pre chladenie procesorov a grafických kariet.
Spomeňme si napríklad na tiché PC zostavy ZALMAN - tieto zariadenia využívajú nízkootáčkové ventilátory, ktorých je však dosť.

O tom, že tradičné vzduchové chladiace systémy sa celkom vyrovnajú s úlohou, ktorá im bola zverená, svedčí fakt, že ani jeden domáci výrobca PC nemontuje do svojich sériových modelov kvapalinové chladenie.
Po prvé, je to drahé a po druhé, nie je to špeciálne potrebné.
A strašidelné príbehy o tom, že keď teplota procesora stúpa, jeho výkon klesá, čo je spôsobené technológiou Throttle, sú vo všeobecnosti fikciou.

Prečo potom vôbec potrebujeme alternatívne kvapalinové chladiace systémy?
Faktom je, že doteraz sme hovorili o bežnej prevádzke PC.
Ak sa pozrieme na problém chladenia z hľadiska pretaktovania, ukáže sa, že štandardné chladiace systémy nemusia byť schopné zvládnuť svoje úlohy.
Tu prichádzajú na pomoc účinnejšie systémy chladenia kvapalinou.

Ďalšou aplikáciou kvapalinových chladiacich systémov je organizácia odvodu tepla v obmedzenom priestore skrine.
Takéto systémy sa teda používajú v prípade, keď skriňa nie je dostatočne veľká na to, aby v nej organizovala efektívne chladenie vzduchom.

Keď je systém ochladzovaný kvapalinou, takáto kvapalina cirkuluje cez ohybné rúrky malého priemeru.
Na rozdiel od vzduchových vedení môžu byť kvapalinové trubice konfigurované takmer v akejkoľvek konfigurácii a smere.
Zaberajú oveľa menší objem ako vzduchové kanály, s rovnakou alebo oveľa vyššou účinnosťou.

Príkladom takýchto kompaktných puzdier, kde tradičné vzduchové chladenie nemusí byť efektívne, sú rôzne varianty barebone systémov alebo notebookov.

Zariadenie kvapalinových chladiacich systémov

Zvážte, aké sú systémy kvapalného chladenia.
Zásadný rozdiel medzi chladením vzduchom a kvapalinou je v tom, že v druhom prípade sa namiesto vzduchu používa na prenos tepla kvapalina, ktorá má vyššiu tepelnú kapacitu ako vzduch.
Aby sa to dosiahlo, namiesto vzduchu sa cez chladič čerpá kvapalina - voda alebo iné kvapaliny vhodné na chladenie.
Cirkulujúca kvapalina poskytuje oveľa lepší odvod tepla ako prúdenie vzduchu.

Druhým rozdielom je, že systémy kvapalinového chladenia sú oveľa kompaktnejšie ako tradičné vzduchové chladiče.
Preto výrobcovia notebookov ako prví začali používať kvapalinové chladenie na sériovo vyrábaných zariadeniach.

Z hľadiska konštrukcie systému s núteným obehom kvapaliny v uzavretej slučke možno systémy chladenia kvapaliny rozdeliť na dva typy: vnútorné a vonkajšie.
Zároveň podotýkame, že medzi internými a externými systémami nie je zásadný rozdiel.
Jediný rozdiel je v tom, ktoré funkčné bloky sú vo vnútri puzdra a ktoré sú vonku.

Princíp činnosti kvapalinových chladiacich systémov je pomerne jednoduchý a pripomína chladiaci systém v automobilových motoroch.

Studená kvapalina (zvyčajne destilovaná voda) sa čerpá cez radiátory chladených zariadení, kde sa ohrieva (odvádza teplo).
Potom ohriata kvapalina vstupuje do výmenníka tepla, v ktorom si vymieňa teplo s okolitým priestorom a ochladzuje sa.
Pre efektívnu výmenu tepla s okolitým priestorom využívajú výmenníky väčšinou ventilátory.

Všetky komponenty konštrukcie sú vzájomne prepojené flexibilnými silikónovými hadicami s priemerom 5-10 mm.
Aby kvapalina cirkulovala cez uzavreté puzdro, používa sa špeciálne čerpadlo - čerpadlo.
Bloková schéma takéhoto systému je znázornená na obr. jeden.

Ryža. 1. Všeobecná schéma kvapalinového chladenia s čerpadlom

Prostredníctvom kvapalinových chladiacich systémov sa teplo odvádza z centrálnych procesorových jednotiek a grafických procesorov grafických kariet.
Kvapalné radiátory pre grafiku a centrálne procesory majú zároveň určité rozdiely.
Pre GPU sú menšie, ale v zásade nič zvláštne.

Účinnosť kvapalinového žiariča je určená kontaktnou plochou jeho povrchu s kvapalinou, preto sú na zväčšenie kontaktnej plochy vo vnútri kvapalinového žiariča inštalované rebrá alebo stĺpovité ihly.

V externých kvapalinových chladiacich systémoch je vo vnútri skrine počítača umiestnený iba kvapalinový radiátor a nádrž na chladiacu kvapalinu, čerpadlo a výmenník tepla, umiestnené v jednej jednotke, sú vyňaté zo skrine PC.

Ovládač AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Voliteľný

Nový voliteľný ovládač AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 zlepšuje výkon v Borderlands 3 a pridáva podporu pre Radeon Image Sharpening.

Na výpočet chladiaceho systému motora automobilu alebo traktora je počiatočnou hodnotou množstvo tepla odobraté z neho za jednotku času Q v pohode . Toto množstvo možno určiť z rovnice tepelnej bilancie:

kde q v pohode- podiel množstva tepla odobratého z motora. Pre benzínové motory q v pohode= 800–1300 kJ/kW? s, pre dieselové motory q v pohode= 1100–1150 kJ/kW? s

Po určení hodnoty Q v pohode , potom zistite množstvo tekutiny , cirkulácia v chladiacom systéme za jednotku času,

,

kde W je tepelná kapacita cirkulujúcej tekutiny.

Pre vodu C w = 4,22 kJ/kg? K, pre zmesi etylénglykolu C w = 2–3,8 kJ/kg? TO;

t von, t dovnútra- teplota kvapaliny opúšťajúcej chladič a vstupujúcej do neho, °C.

Pre chladiče motorov automobilov a traktorov hodnota t out – t in= 5-10? S.

Chladiaci systém motora sa zvyčajne počíta pre dva prevádzkové režimy motora: pri menovitom výkone a maximálnom krútiacom momente.

Veľkosť chladiacej plochy chladiča (m 2) je určená vzorcom:

,

kde k je celkový súčiniteľ prestupu tepla stenami radiátorov,

t v pohode- priemerná teplota chladiacej kvapaliny v chladiči, °С;

,

kde t v chladiacej kvapaline = 90? C je teplota chladiacej kvapaliny na vstupe do chladiča;

t out cool = 80–85? C je teplota chladiacej kvapaliny na výstupe z chladiča;

t v pohode je priemerná teplota vzduchu prechádzajúceho radiátorom, °C,

,

kde t v pohode = 40? C je teplota vzduchu na vstupe chladiča;

t out cool = 60–70? C je teplota vzduchu na výstupe z radiátora.

Koeficient k závisí od mnohých faktorov: materiál chladiacej mriežky, tvar a stav jej vnútorných a vonkajších povrchov, charakter pohybu prúdiaceho vzduchu atď. Prestup tepla chladiča sa výrazne zhoršuje pri tvorbe vodného kameňa, hrdze alebo nečistôt. v ňom.

Hodnota k možno určiť podľa vzorca:

,

kde? 1 \u003d 8500–14500 kJ/m2? h? K je koeficient prestupu tepla z kvapaliny na steny radiátora;

? je súčiniteľ tepelnej vodivosti kovu stien (rúrok) radiátora. Pre hodnotu mosadze? = 300–450 kJ/m? h? K, pre hliník -? = 300–350 kJ/m? h? K, pre nehrdzavejúcu oceľ -? = 35–70 kJ/m? h? TO;

? je hrúbka steny rúrky, m;

? 2 - súčiniteľ prestupu tepla zo stien radiátora (rúr) do vzduchu, ? 2 \u003d 150–1100 kJ/m2? h? TO.

Koeficient? 2 väčšinou závisí od rýchlosti vzduchu ? SZO prechádza cez radiátor a je vyjadrená závislosťou:

Na predbežné výpočty plochy chladiča chladiaceho systému môžete použiť vzorec:

,

kde f- špecifická plocha chladenia, m 2 / kW.

Pre autá f= 0,14–0,3 pre nákladné autá f= 0,2–0,4 pre traktory f = 0.4–0.55.

Kapacita kvapalinového chladiaceho systému l. (Ne v kW) sa pohybuje v rámci nasledujúcich limitov: pre osobné automobily – (0,13–0,35)? Ne, pre nákladné vozidlá – (0,27–0,8)? Ne, pre traktory – (0,5–1,7)? Ne.

Veľkosť ventilátora motora automobilu alebo traktora musí byť taká, aby zabezpečila prívod vzduchu v množstve potrebnom na chladenie kvapaliny v chladiči.

Typ ventilátora je určený koeficientom podmienenej rýchlosti:

,

kde V WHO- výkon ventilátora, m 3 / s.

,

kde? SZO= 1,07 kg/m 3 - hustota vzduchu;

Woz= 1 kJ/kg? K je tepelná kapacita vzduchu;

H - tlak ventilátora. H = 600–1000 Pa.

Pri n ref = 15–100 sa používajú radiálne ventilátory, pri n ref = 80–300 sa používajú axiálne jednostupňové ventilátory.

= ([Teplota na horúcom mieste, °C] - [Teplota na studenom bode, °C]) / [Rozptýlený výkon, W]

To znamená, že ak sa tepelný výkon X W dodáva z horúceho bodu do studeného a tepelný odpor je Y cg / W, potom teplotný rozdiel bude X * Y cg.

Vzorec na výpočet ochladzovania silového prvku

Pre prípad výpočtu odvodu tepla elektronického výkonového prvku to isté možno formulovať takto:

[Teplota kryštálu výkonového prvku, GC] = [Teplota okolia, °C] + [Rozptýlený výkon, W] *

kde [ Celkový tepelný odpor, Hz / W] = + [Tepelný odpor medzi puzdrom a radiátorom, Hz / W] + (pre prípad s radiátorom),

alebo [ Celkový tepelný odpor, Hz / W] = [Tepelný odpor medzi kryštálom a puzdrom, Hz / W] + [Tepelný odpor medzi puzdrom a prostredím, Hz / W] (pre puzdro bez chladiča).

V dôsledku výpočtu musíme získať takú teplotu kryštálov, aby bola nižšia ako maximálna prípustná hodnota uvedená v referenčnej knihe.

Kde získam údaje pre výpočet?

Tepelný odpor medzi matricou a puzdrom pre výkonové prvky sa zvyčajne uvádza v referenčnej knihe. A je to označené takto:

Nenechajte sa zmiasť skutočnosťou, že jednotky merania K / W alebo K / W sú napísané v referenčnej knihe. To znamená, že táto hodnota je uvedená v Kelvinoch na Watt, v Hz na W bude presne rovnaká, to znamená X K / W \u003d X Hz / W.

Referenčné knihy zvyčajne uvádzajú maximálnu možnú hodnotu tejto hodnoty, berúc do úvahy technologické rozšírenie. Potrebujeme to, pretože musíme vykonať výpočet pre najhorší prípad. Napríklad maximálny možný tepelný odpor medzi kryštálom a puzdrom tranzistora SPW11N80C3 s efektom výkonového poľa je 0,8 c/W,

Tepelný odpor medzi puzdrom a chladičom závisí od typu prípadu. Typické maximálne hodnoty sú uvedené v tabuľke:

Izolačná podložka. Podľa našich skúseností správne zvolená a nainštalovaná izolačná podložka zdvojnásobí tepelný odpor.

Tepelný odpor medzi puzdrom/chladičom a prostredím. Tento tepelný odpor s presnosťou prijateľnou pre väčšinu zariadení je celkom jednoduchý na výpočet.

[Tepelný odpor, Hz / W] = [120, (gC * cm2) / W] / [Plocha radiátora alebo kovovej časti telesa prvku, m2. cm].

Tento výpočet je vhodný pre podmienky, kde sú prvky a radiátory inštalované bez vytvárania špeciálnych podmienok pre prirodzené (konvekčné) alebo umelé prúdenie vzduchu. Samotný koeficient je vybraný z našich praktických skúseností.

Špecifikácia väčšiny chladičov obsahuje tepelný odpor medzi chladičom a prostredím. Takže pri výpočte je potrebné použiť túto hodnotu. Táto hodnota by sa mala vypočítať iba vtedy, ak sa nedajú nájsť tabuľkové údaje o radiátore. Na zostavenie vzoriek ladenia často používame použité chladiče, takže tento vzorec nám veľmi pomáha.

Pre prípad, keď sa teplo odvádza cez kontakty dosky plošných spojov, možno pri výpočte použiť aj kontaktnú plochu.

V prípade, že sa teplo odvádza cez vodiče elektronického prvku (typicky diódy a zenerove diódy s relatívne nízkym výkonom), plocha vodičov sa vypočíta na základe priemeru a dĺžky vodiča.

[Olovená plocha, sq. cm.] = Pi * ([ Dĺžka pravého výstupu, viď] * [Pravý priemer vývodu, viď] + [Dĺžka ľavého výstupu, viď] * [Priemer ľavého vývodu, viď])

Príklad výpočtu odvodu tepla zo zenerovej diódy bez radiátora

Zenerova dióda nech má dva vývody s priemerom 1 mm a dĺžkou 1 cm, odvádza 0,5 wattu. potom:

Výstupná plocha bude asi 0,6 m2. cm.

Tepelný odpor medzi puzdrom (svorkami) a prostredím bude 120 / 0,6 = 200.

Tepelný odpor medzi kryštálom a puzdrom (svorkami) v tomto prípade možno zanedbať, pretože je oveľa menší ako 200.

Predpokladajme, že maximálna teplota, pri ktorej bude zariadenie prevádzkované, bude 40 °C. Potom teplota kryštálu = 40 + 200 * 0,5 = 140 °C, čo je prijateľné pre väčšinu zenerových diód.

Online výpočet chladiča - radiátora

Upozorňujeme, že pre doskové radiátory je potrebné vypočítať plochu oboch strán dosky. Pri dráhach DPS používaných na odvod tepla je potrebné odobrať iba jednu stranu, pretože druhá neprichádza do kontaktu s prostredím. Pre ihlové radiátory je potrebné približne odhadnúť plochu jednej ihly a vynásobiť túto plochu počtom ihiel.

Online výpočet odvodu tepla bez radiátora

Niekoľko prvkov na jednom radiátore.

Ak je na jednom chladiči nainštalovaných niekoľko prvkov, výpočet vyzerá takto. Najprv vypočítame teplotu radiátora pomocou vzorca:

[Teplota radiátora, gc] = [Teplota okolia, °C] + [Tepelný odpor medzi radiátorom a okolím, Hz / W] * [Celkový výkon, W]

[Teplota kryštálov, c] = [Teplota radiátora, gc] + ([Tepelný odpor medzi kryštálom a telom prvku, Hz / W] + [Tepelný odpor medzi telesom prvku a radiátorom, Hz / W]) * [Výkon rozptýlený prvkom, W]