Національний університет “Львівська Політехніка”
Кафедра “Електронні обчислювальні машини”
Лабораторна робота №5
з дисципліни
" Технологія виробництва та конструювання комп’ютерів "
на тему:
“ Розрахунок теплового режиму герметичного комп'ютерного блока.”
Мета роботи: навчитись розраховувати тепловий режим герметичного комп'ютерного блока.
Теоретичні відомості.
При заданих геометричних розмірах блока L,B,H ; степені чорноти блока (, розсіюванній потужності Р, температурі оточуючого середовища tc побудувати теплову характеристику блока (tk=F(P), користуючись якою визначити температуру корпуса tk=tc+(tk .
Далі для горизонтально орієнтованої нагрітої зони при заданих верхньому і нижньому повітряних зазорах (в, (н та зведеному степені чорноти зони (з
побудувати теплову характеристику зони (tз=f(P) користуючись якою визначити температуру нагрітої зони tз=tк+(tз.
L=l, мм
B=b, мм
H, мм
(в, мм
(н, мм
P, Вт
Tc, (C
εзп
E
320
280
260
45
45
45
50
0.8
0.92
Розрахунок температури корпуса
При нормальному атмосферному тиску, для корпуса із розмірами L х В х Н, зв'язок між потужністю Р і середньою температурою перегріву поверхні корпуса виражається рівністю:
P=(tk(k
де: (tk = tк - tс — температура перегріву;
tк — температура корпуса;
tс— температура навколишнього середовища;
(k — теплопровідність від корпуса в середовище, Вт/град.
Теплопровідність корпуса визначається як сума теплопровідностей верхньої, нижньої і бокових стінок:
(к=(кв+(кн+(кб;
(к=(вSв+(нSн+(бSб
де: ((в, (н, (б — повні коефіцієнти тепловіддачі відповідно верхньої, нижньої і бокових стінок корпуса, Вт/(м2 град);
Sв, Sн, Sб — площа відповідно верхньої, нижньої та бокових стінок корпуса, м2.
Повний коефіцієнт тепловіддачі (і;-й поверхні рівний сумі конвективного коефіцієнта ((кі і коефіцієнта теплообміну випромінювання (ві:
(і = (кі + (ві
Коефіцієнт теплообміну випромінювання:
(ві = Eвіf(tк, tс),
де: f(tк, tс) — функція температури одиночного блоку, рівна:
Еві — приведена степінь чорноти і-ї поверхні. Значення коефіцієнтів (ік; визначаються по формулам:
,
а) Для горизонтальної поверхні, що розсіює тепловий потік вверх:
де: lmin — менший розмір поверхні корпуса, м;
А2 —коефіцієнт, що залежить від фізичних параметрів повітря, значення якого береться із довідкового матеріалу.
tm — температура у приграничному шарі корпус - середовище, використовується для визначення коефіцієнта А2 і приблизно визначається як середнє арифметичне температур корпуса і середовища:
tm=0.5(tk+tc);
;
b) Для горизонтальної поверхні, що розсіює тепловий потік вниз:
;
с) Для вертикальної поверхні висотою Н, м:
Задавшись температурою (tкі, на основі вище описаного ходу обчислень, вираховують Р1.
Таким чином координати першої точки теплової характеристики є (Р1;(tk1).
Аналогічним чином, задавшись другим значенням температури корпуса tk2, знаходимо тепловий потік P2, що розсіюється корпусом при температурі (tk2, отримавши координати другої точки теплової характеристики корпуса (Р2; (tk2). Третьою точкою служить початок координат.
Дальше по цим точкам будують графік теплової характеристики корпусу P=f((tk). За допомогою цього графіка знаходять для заданої потужності Р перегрів корпуса (tk1.
Розрахунок:
Задамось температурою (tk1=Р/(9 Sk) = 10,08°С (tk1=60°С); Sk=0,4912(м2)
tm=0.5(60+50)= 55 (C
А2 вибираємо рівним 1,32
(в= 7.36+4,19= 11,15 Вт/(м2 град)
(н = 7.36+2,25= 9,61 Вт/(м2 град)
(б = 7.36+3,18= 10,54Вт/(м2 град)
Sв=Sн=0,0896м2
Sб =0.4912-0.0896*2=0.312м2
(к= 11,15 *0,0896+9.61*0,0896+10.54*0.312= 5.148Вт/град
P1 =10*5.15 =51.5Вт
Задамось температурою (tk2= 5(C (tk2=55(C)
tm = 0.5(55+50) = 52.5(C
А2 вибираємо рівним 1,31
(в= 7.32+4.05= 11.37 Вт/(м2 град)
(н = 7.32+2.18= 9.5Вт/(м2 град)
(б = 7.32+3.12= 10.44 Вт/(м2 град)
Sв=Sн=0,0896м2
Sб = 0.4912-2*0.0896=0.312м2
(к= 11.37 *0,0896+9.5*0,0896+10.44*0.312= 4.86 Вт/град
P2 =5*4.86=24.32 Вт
Теплова характеристика корпуса буде мати вигля...
