 |
Расчёт надёжности с учётом других видов отказов
|
|
|
|
Примем к расчёту, что отказы родственных РЭА показывают, что 60 % всех отказов вызвано нарушениями ЭРЭ принципиальной схемы, 30 % - ошибками конструкции и 10 % - нарушениями технологии изготовления и сборки. В этом случае
, (4.27)
где Кк и Кт – поправочные коэффициенты, (их величина выбирается по рекомендации [8]) учитывающие увеличение интенсивности за счёт ошибок в конструкции и нарушений технологии соответственно. Коэффициенты Кк и Кт:
; (4.28)
(4.29)
Тогда,
1/ч.
Рассчитаем надежность блока
Надежность блока с учетом разного количества элементов на плате находится по формуле:
, (4.30)
где 
- интенсивность отказа блока, 1/ч;
- количество элементов i-й платы, шт.;
- количество элементов рассчитанной платы, шт.;
- интенсивность отказов рассчитанной платы, шт.
Учитывая, что платы в блоке имеют практически одинаковое число элементов, т.е. отношение, учитывающие отличие плат по количеству элементов, отличается от единицы на величину не более ± 0,04, следовательно, можно пренебречь и допустить, что все платы имеют одинаковое количество элементов. Исходя из этого, рассчитаем надежность блока:
;
(4.31)
;.
(4.32)
Сравним с нормой: 4432,62 > 4000 ч. По полученным данным можно сделать вывод, что блок автоматизированного управленья связью по наработке на отказ может эксплуатироваться, но, учитывая не значительное превышение средней наработки над допустимой наработкой, во время эксплуатации следует не пренебрегать техническим осмотром блока.
Расчет теплового режима
Исходные данные: размер корпуса 
величины воздушных зазоров между нагретой зоной, нижней и верхней поверхностью корпуса 
между нагретой зоной и боковыми поверхностями корпуса 
|
|
|
температура окружающей среды 
Определение температуры корпуса.
Рассчитываем удельную поверхностную мощность корпуса блока,
(4.33)
где 
мощность, рассеиваемая блоком в виде теплоты, Вт, 
;
S к площадь внешней поверхности корпуса блока.
(4.34)
По графику на рис. 4.10 [12] задаемся перегревом корпуса блока в первом приближении 
.
Определяем коэффициент лучеиспускания для верхней 
, боковой 
и нижней 
поверхностей корпуса:
(4.35)
где 
степень черноты 
й наружной поверхности корпуса, 
.
Для определяющей температуры
(4.36)
рассчитываем число Грасгофа 
для каждой поверхности корпуса:
(4.37)
где b m – коэффициент объемного расширения газов;
ускорение свободного падения, м×с-2, 
;
определяющий размер й поверхности корпуса;
кинетическая вязкость газа [12], м2/с, 
;
(4.38)
для боковой поверхности 
для верхней поверхности 
для нижней поверхности 
Определяем число Прандтля 
из таблицы 4.10 [12] для определяющей температуры 
.
Находим режим движения газа, обтекающего каждую поверхность корпуса: 
режим переходный к ламинарному.
Рассчитываем коэффициенты теплообмена конвекцией для каждой поверхности корпуса блока 
:
(4.39)
где 
теплопроводность воздуха [12], Вт/(мК), 
;
коэффициент, учитывающий ориентацию поверхности корпуса.
для нижней поверхности 
для боковой поверхности 
для верхней поверхности 
.
Определяем тепловую проводимость между поверхностью корпуса и окружающей средой 
:
(4.40)
где 
, 
, 
площади нижней, верхней и боковой поверхностей корпуса соответственно, м2:
(4.41)
(4.42)
Рассчитываем перегрев корпуса блока РЭА во втором приближении 
:
(4.43)
где 
коэффициент, зависящий от перфорации корпуса блока, 
;
|
|
|
коэффициент, учитывающий атмосферное давление окружающей среды, 
;
(4.44)
где SП – площадь перфорационных отверстий, 
;
Определяем ошибку расчета
(4.45)
Рассчитываем температуру корпуса блока
(4.46)
Определение средне поверхностной температуры нагретой зоны.
1. Вычисляем условную удельную поверхностную мощность нагретой зоны блока 
:
(4.47)
где 
мощность, рассеиваемая в нагретой зоне, Вт.
, (4.48)
где 
мощность, рассеиваемая в элементах, установленных непосредственно на корпус блока, Вт.
Из графика на рисунке 4.13 [12] находим в первом приближении перегрев нагретой зоны относительно температуры окружающей блок среды 
.
Определяем коэффициент теплообмена излучением между нижними 
, верхними 
и боковыми 
поверхностями нагретой зоны и корпуса:
, (4.49)
;
;
;
где 
приведенная степень черноты 
й поверхности нагретой зоны и корпуса:
; (4.50)
;
;
;
и 
степень черноты и площадь 
й поверхности нагретой зоны.
Для определяющей температуры 
и определяющего размера 
находим числа Грасгофа 
и Прандтля 
:
(4.51)
где 
коэффициент объемного расширения газов, 
;
ускорение свободного падения, м/с2, 
;
кинетическая вязкость газа таблица 4.10 /3/,м2/с, 
.
для боковой поверхности корпуса 
для верхней поверхности 
для нижней поверхности 
для 
Рассчитываем коэффициенты конвективного теплообмена между нагретой зоной и корпусом для каждой поверхности:
для нижней поверхности
(4.52)
для верхней поверхности
(4.53)
для боковой поверхности
(4.54)
Определяем тепловую проводимость между нагретой зоной и корпусом:
(4.55)
где 
коэффициент, учитывающий кондуктивный теплообмен:
(4.56)
удельная тепловая проводимость от модулей к корпусу блока;
площадь контакта рамки модуля с корпусом блока.
Рассчитываем нагрев нагретой зоны 
во втором приближении:
(4.57)
где 
коэффициент, учитывающий внутреннее перемешивание воздуха;
коэффициент, учитывающий давление воздуха внутри блока.
|
|
|
Определяем ошибку расчета
(4.58)
Рассчитываем температуру нагретой зоны
(4.59)
Температура нагретой зоны t з не превышает допустимой температуры эксплуатации выбранной элементной базы согласно 2.3. Проведенный расчет показал, что для охлаждения проектируемого изделия рациональной является система, основанная на естественном воздушном охлаждении.
|
|
|
