Типоразмеры ребристых и игольчато-штыревых радиаторов

Расчет радиатора для транзистора КТ818А

 

 

Параметры транзистора КТ818А:

1. Структура pnp

2. Обратный ток коллектора Iкбо=1мА

3. Максимально допустимый ток коллектора Iк = 10А

4. Коэффициент передачи тока h21э =15

5. Граничная частота коэффициента передачи fгр=3МГц

6. Максимально допустимое напряжение К-Э Uкэ max = 25В

7. Максимально допустимая рассеиваемая мощность Pmax = 60Вт

8. Максимальная температура окружающей среды Тmax = +100С.

Одной из возможных мер по обеспечению нормального теплового режима ЭРЭ может стать применение радиатора, который увеличивает теплоотдающую поверхность прибора. С расчетом радиаторов в частности приходится сталкиваться при конструировании мощных усилителей различных сигналов. Для систем воздушного охлаждения широко используют ребристые и игольчато-штыревые и пластинчатые радиаторы. В результате расчета будет выбран тип радиатора и его параметры. Расчет поэтапный и требует знание некоторых характеристик радиаторов.

Рис. 1. Тепловая модель радиатора:
1 - элемент; 2 - область теплового контакта; 3 - радиатор
t_okr - температура окружающей среды; t_р - температура рабочей области элемента;
t_s - температура основания радиатора; t_к - температура в месте контакта;
t_кп - температура корпуса элемента; t_r - предельная температура рабочей области
элемента; R_вн - внутреннее тепловое сопротивление; R_к - тепловое сопротивление
контакта; R_р - тепловое сопротивление радиатора

Этап первый

Исходя из данных:

t_р=125 - предельная температура рабочей области элемента, ⁰С

t_okr=25 - температура окружающей элемент среды, ⁰С

P=60 - мощность, рассеиваемая элементом, Вт

R_вн=1 - внутреннее тепловое сопротивление между корпусом и рабочей областью, К/Вт

S_к=0,0006 - площадь контакта элемента с радиатором, м²

0,003 - заданная эмпирически площадь основания, м²

На первом этапе были получены следующие значения:

Удельная мощность рассеивания q= 2,000.00 Вт/м²

Перегрев в первом приближении Dt_s= 14.94 ⁰C

Коэффициент эффективной теплоотдачи a_эф= 133.87 Вт/(м²·K)

Этап второй

В соответствии с полученными данными необходимо выбрать тип радиатора и конкретный профиль, используя приведенные графики и таблицу.

Рис. 2. Радиаторы воздушного охлаждения
а - пластинчатый; б - ребристый; в - игольчато-штыревой; г - типа "краб"
h - высота; S_ш - шаг ребер (штырей); d - диаметр штыря;
d - толщина основания радиатора; d₁ - толщина ребра;
L₁, L₂ - габариты

Рис. 3. Графики для определения типа радиаторов
а₁-б₁, а₂-б₂, а₃-б₃ - пластинчатые, ребристые, штыревые
при свободной конвекции; а₄-б₄ - пластинчатые; а₅-б₅ - ребристые;
а₈-б₈ - штыревые при вынужденном движении воздуха
со скоростями 2-5 м/с

Рис. 4. Эффективные коэффициенты теплоотдачи радиаторов
в условиях свободного и вынужденного охлаждения
1-8 - игольчато-штыревые с шагом S'_ш (сплошные кривые) и S''_ш (штриховые кривые);
9-11 - ребристые радиаторы с размером квадратного основания от 40 до 125 мм;
12 - пластинчатые радиаторы с размером основания от 40 до 155 мм

Типоразмеры ребристых и игольчато-штыревых радиаторов

Номера позиций на рис.4	Размеры, мм (параметры на рис.2)
h	S'ш	S''ш	d	d1	L1	L2
				2.5	-	-	-
					-	-	-
					-	-	-
	12.5				-	-	-
				2.5	-	-	-
					-	-	-
					-	-	-
	12.5				-	-	-
				-		40-80	40-125
				-		40-80	40-125
	12.5			-		40-80	40-125

По графику на рис. 3 выбираем тип радиатора (точка пересечения полученных значений q и t_s).
Пользуясь графиком на рис. 4, таблицей и полученным значением выбираем конкретный профиль радиатора.

Выбранный тип: ребристый игольчато-штыревой пластинчатый

Параметры из таблицы в миллиметрах (только для ребристых и игольчато-штыревых радиаторов):

h =12,5 S_ш =10 δ₁ =1

Выберите материал радиатора:

Алюминий
Дюралюминий
Латунь
Медь

Задайте толщину основания радиатора, м δ =0,003

По результатам предыдущего этапа были получены два коэффициента (числа подобия) B= 6.375 и Q= 0.020, от которых зависит безразмерная величина β, связывающая среднюю температуру основания радиатора и температуру в месте крепления прибора к радиатору.

Этап третий

В соответствии с полученными данными необходимо по графику определить значение величины b.

Внесите значение величины b =2,8

Выбранный Нами ребристый радиатор c толщиной основания 3 мм сделан из алюминия.

Мы выбрали следующие параметры радиатора:

высота ребра h=12,5 мм;

толщина ребра d₁=1 мм;

шаг ребер S_ш=10 мм.

Расчитанная площадь основания радиатора S_рад= 0.06972000 м²

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: