20-10

~* Л0*10~ 60*10~* Н,м

Рис. 5.44

1,05 1,00 0,95 0,90

о 20 40 60 t, С

Рис. 5.45

Хер 2,0 1,5 1,0 0,5 О

20-10

40-10

Рис. 5.46

Вт м°С

Удельное контактное тепловое сопротивление (без пасты): Кфк Rcp 2,77-3,15 10- 1 47 . °С

Кфк + Rcp (2,77 + 3,15) 10

Для улучшения теплового контакта компонент устанавливается на радиатор на пасту КПТ-8 (МРТУ 6-02-394-66).

Удельное контактное сопротивление с пастой определяется по формуле:

Ккп =

Кфкп Rcp.n Кфкп + Rcp.n

Дополнительное сопротивление при контакте в пастообразной среде определяется по формуле:

0,513 10 ® авр

уд

.7 Н

где авр = 18,310 - - предел прочности на растяжение для алюминия.

ДК = 0,513 .10 ®-18,3 .10- 33 м.

1,923 10°

Удельное тепловое сопротивление фактического контакта в пастообразной среде:

Кфкп = Кфк + AR = 2,77 10 * -I- 4,88 10 * = 7,65 Ю *

Удельное тепловое сопротивление межконтактной среды с пастой:

0.6 (hcpi + hcp2) Кср.п = г

где Хср - приведенный коэффициент теплопроводности межконтактной среды с пастой,

. Xcpi hi + Хср2 Ьз

Лср--;-;--

hi + Ьз

Здесь

AcPi = 0,14 + 2,9 10 hi = 0,14 + 2,9 10 5 10 = 0,154

м °С

Хср2 = 0,14 + 2,9 10 Ьг = 0,14 + 2,9 10 10 10 ® = 0,169 -Щ-

м С

Таким образом

. 0,154 5 10 ® + 0,169 10 10 ® .... Вт ХсР =----5-- -= 0,164

5 10 * + 10 10 ® м °С

Удельное тепловое сопротивление межконтактной среды с пастой:

0,6 (5 10- + 10 . 10- ) ,-4м °С

RcP.n--одё4-= 0,55 10

Удельное контактное тепловое сопротивление с пастой:

R 7,65 10 * 0,55 10 * ,f,-4M°C

Ккп =--7 = 0,51 10 -5--

7,65 10 * + 0,55 10 * Вт

Таким образом, тепловое контактное сопротивление при наличии пасты в 3 раза ниже.

Тепловое контактное сопротивление между корпусом и теплоотводом определяется по формуле:

R Ккп 0.51 10* °С

Rk-t = = ----7-7 = 0,1

S 5,096 10 * Вт

При изготовлении деталей и сборке возможны отклонения от технологического процесса, поэтому разработчик может принять некоторый запас для обеспечения надежной работы аппаратуры. В данном случае запас выражается завышением сопротивления Rk-t-Возьмем, для примера, запас равным 30%. При этом сопротивление между корпусом и теплоотводом равно

Rk-t = 1,3 0,1 =0,13

Затем определяется допустимая температура теплоотвода (радиатора) при заданной мощ;ности Р, рассеиваемой теплоотводом:

tp = W - Rk-t-P = 85 - 0,13-17,5 = 82,7 = 83 °С,

где tflon = 85 °С - допустимая температура корпуса компонента; Р = 17,5 Вт - мощность, рассеиваемая компонентом.

После изготовления все компоненты схемы и элементы конструкции должны быть покрыты полиуретановым лаком УР-231 МРТУ 6-10863-69 не менее, чем тремя слоями. Так как лаковое покрытие увеличивает перегрев компонента на (2...5)%, то допустимая температура радиатора определяется по формуле

tp лак = tcp + 0,95 - (tp - tcp) = 65 + 0,95 - (83 -65) = 82 °С,

где tcp = 65 °С - температура охлаждающей среды по условиям эксплуатации;

0,95 - поправочный коэффициент, соответствующий перегреву на 5%.

Выбираем односторонний игольчато-штыревой радиатор для естественной конвекции с шагом расположения штырей а = 9 мм, шириной А = 37 мм, высотой радиатора L = 171 мм, высотой штырей С = 32 мм, средним диаметром штыря 2 мм, приведенным коэффициентом черноты Епр = 0,85, толщиной основания d = 5 мм, длиной радиатора В = 171 мм.

Проводимость полоски радиатора длиной 171 мм, ширина которой равна шагу а = 9 мм, определяется по графику рис. 5.47 по допустимой температуре перегрева радиатора Atp доп = tp лак - tc = = 82 - 65 = 17 °С для кривой L = 171 мм:

1 = 0,052

Rпoл град 388