А6 А12

А6 Б1,5

А9 А18,5

А15 Б12

А15 Б1

А15 Б9

А18 Б4,5

А19 В18

Б5 Б11

Б6 В4

Б7 В2

В1 В17,5

В5 В14 Д10

В10 В15,5

В13 В0,5

В16

В18 Г11

Г9 Д7

Д6

Рис. 8.1 Схема результатов вычисления суммарного упаковочного объема.

А14 Б0,5

А15 Б8

А17 Б3,5

А18 Б19

А19 Б6

Б1 Б16

Б5 Б13

Б9

Б11 В2,5

Б20 Г1

В8 В20

В18 Г15

В15 Г1

В15 Г13

Г1 Г10,5 Д7

Г7

Г7 Г14

Г9 Д5

Д3

Рис. 8.2 Схема результатов вычисления суммарной площади.

А19 Б6

Б1 Б14,5

Б1 Б10,5

Б7 В5

Б8 Б14,5

Б9 В2

Б11 Б17

Б11 Г19

Б17 В12,5

В11 Г6

В17 Г4,5

В20 Г18

Г1 Г7 Д6

Г1 Г15

Г4 Г11

Г6

Г11 Д1

Г17

Рис. 8.3 Схема результатов вычисления суммарной массы.

Полученное значение площади 2000см2, а масса - 1800г. Из конструктивных соображений выберем коэффициент заполнения по объему равным 0,6. По номограмме 3 [14] определяем реальный объем, он равен 5300см3.

По номмограмме 4 [14] получим расчетные габаритные размеры корпуса: длина - 0,24м, ширина - 0,15м, высота - 0,14м. Т.к. конструктивно блок интерфейсных адаптеров предусматривает расширение, то есть подключение, при необходимости, дополнительных интерфейсных адаптеров, то из конструктивных соображений выбираем следующие габаритные размеры корпуса: (0,483х0,295х0,264)м.

Полученные значения габаритных размеров полностью соответствуют заданным в техническом задании.

8.2 Расчет теплового режима

На основании расчетов проведенных в п. 7.1 был выбран тип тип корпуса разрабатываемого блока интерфейсных адаптеров: перфорированный с естественным охлаждением.

Исходными данными для проведения последующего расчета теплового режима является:

Kз- коэффициент заполнения по объему 0,6;

суммарная мощность, рассеиваемая в блоке, Вт 30;

давление окружающей среды, кПа 87;

давление внутри корпуса, кПа 87;

габаритные размеры корпуса, м 483х0,295х0,264;

допустимая температура корпуса наименее

теплостойкого элемента, С 70;

плотность теплового потока, проходящего

через поверхность теплообмена, Вт/м2 56,4.

Расчет проведем для двух случаев:

1. Температура окружающей среды равна (24С) 297 К;

2. Температура окружающей среды равна максимальной рабочей температуре (по УХЛ 4.2 +40С) 313 К.

Методика расчета теплового режима блока РЭС в перфорированном корпусе.

Рассчитывается поверхность корпуса блока:

, (8.1)

где:

L1, L2 - горизонтальные размеры корпуса, м;

L3 - вертикальный размер, м.

Определяется условная поверхность нагретой зоны:

, (8.2)

где:

kЗ - коэффициент заполнения корпуса по объему.

Определяется удельная мощность корпуса блока:

, (8.3)

где:

Р - мощность, рассеиваемая в блоке.

Определяется удельная мощность нагретой зоны:

, (8.4)

Находится коэффициент ?1 в зависимости от удельной мощности корпуса блока:

(8.5)

Находится коэффициент ?2 в зависимости от удельной мощности нагретой зоны:

(8.6)

Определяется коэффициент КН1 в зависимости от давления среды вне корпуса блока:

, (8.7)

где:

Н1 - давление окружающей среды в Па.

Определяется коэффициент КН2 в зависимости от давления среды внутри корпуса блока:

, (8.8)

где:

Н2 - давление внутри корпуса в Па.

Рассчитывается суммарная площадь перфорационных отверстий:

, (8.9)

где:

Si - площадь i-го перфорационного отверстия.

Рассчитывается коэффициент перфорации:

. (8.10)

Определяется коэффициент, являющийся функцией коэффициента перфорации:

. (8.11)

Рассчитывается перегрев корпуса блока:

. (8.12)

Определяется перегрев нагретой зоны:

. (8.13)

Определяется средний перегрев воздуха в блоке:

. (8.14)

Определяется удельная мощность элемента:

, (8.15)

где:

РЭЛ - мощность, рассеиваемая элементом, температуру которого требуется определить;

SЭЛ - площадь поверхности элемента омываемая воздухом.

Рассчитывается перегрев поверхности элементов:

. (8.16)

Рассчитывается перегрев среды, окружающей элемент:

. (8.17)

Определяется температура корпуса блока:

, (8.18)

где:

Тс - температура среды окружающей блок.

Определяется температура нагретой зоны:

. (8.19)

Определяется температура поверхности элемента:

. (8.20)

Определяется средняя температура воздуха в блоке:

. (8.21)

Определяется температура среды, окружающей элемент:

. (8.22)

Результаты расчета сведены в табл.8.3

Таблица 8.3

Результаты теплового расчета

Перегрев корпуса менее теплостойкого элемента 12,4?C. Максимально допустимый перегрев элементов 30?C. Из анализа полученных результатов заключаем, что при заданных условиях условиях эксплуатации разрабатываемой конструкции блока интерфейсных адаптеров обеспечивается нормальный режим, т.е. рабочие температуры не превышают предельно допустимых величин, таким образом подтверждается правильность выбора типа корпуса (перфорированный) и способа охлаждения (естественный).

8.3 Полный расчет надежности

Надежность есть свойство системы сохранять величины выходных параметров в пределах установленных норм при заданных условиях. Под “заданными условиями” подразумеваются различные факторы, которые могут влиять на выходные параметры системы и выводить их за пределы установленных норм.

Для получения более или менее достоверных расчетных данных о надежности разрабатываемого изделия необходимо располагать аналитическими зависимостями, в наилучшей степени характеризующими взаимосвязи параметров элементов с выходными параметрами изделия, степенью влияния параметров элементов на выходные параметры изделия, то есть “вес” каждого элемента в общей надежности изделия. Нужно знать поведение параметров элементов от действующих на них нагрузок, определяющихся режимом их использования и внешними воздействиями. Кроме того, необходимо иметь сведения о вероятности появления возможных уровней режимов и внешних воздействий, а также степени взаимосвязей и взаимозависимостей элементов.

Поскольку элементы в общем случае могут находиться в рабочем режиме различное время, отличающееся от рабочего времени изделия, это также должно учитываться при расчете надежности. Расчет надежности блока интерфейсных адаптеров выполнен с учетом следующих допущений:

отказы элементов являются случайными и независимыми процессами или событиями;

учет влияния условий эксплуатации производится приблизительно;

параметрические отказы не учитываются;

вероятность безотказной работы элементов от времени изменяется по экспоненциальному закону.

Нам необходимо рассчитать полную надежность блока интерфейсных адаптеров при работе в условиях воздействия повышенных температур.

Исходные данные для расчета надежности блока интерфейсных адаптеров в условиях повышенных температур окружающей Среды приведены в табл.8.4

Таблица 8.4

Исходные данные для расчета надежности при воздействии повышенной температуры окружающей среды

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14