Реферат: Тепло и массообмен в РЭА с перфорированным корпусом

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Дан аппарат с перфорированным корпусом. Размеры корпуса: L₁ = 500 мм; L₂ = 300 мм; L₃ = 490 мм. Размеры шасси: l₁ = 480 мм; l₂ = 200 мм; h = 120 мм. Перфорационные отверстия расположены по бокам корпуса по 12 с каждой стороны. Перфорационное отверстие показано на рисунке:

Рисунок 1. Перфорационное отверстие

Размеры отверстия: высота 10 мм, длина ( без полукругов ) 45 мм. Температура окружающей среды t_c = 26 ^о С. Мощность источников теплоты в аппарате Ф = 100 Вт. Внутренние поверхности аппарата покрыты эмалевой краской, коэффициент заполнения К_з = 32%.

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ АППАРАТА

2.1. Вычисление геометрических параметров

2.1.1. Среднее расстояние между отверстиями для подвода-отвода воздуха.

Используя исходные данные, получим:

h_ср = 100 + 150 + 100/3 ~ 117 мм = 0,117 м.

2.1.2. Суммарная площадь перфорационных отверстий.

Используя исходные данные находим площадь одного

перфорационного отверстия:

А_п = 45×10 + pR² = 450 + 3,14×5² = 528,5 мм² » 5,3×10^-4 м² .

Используя исходные данные, определяем:

А_вх = А_вых = 12×5,3×10^-4 = 6,36×10^-3 м² .

2.1.3. Площадь поверхности корпуса.

А_к = 2(L₁ L₃ + L₂ L₃ + L₁ L₂ ); (1)

Подставляя известные величины в формулу (1), получим

А_к = 2(0,5×0,49 + 0,3×0,49 + 0,5×0,3) = 1,08 м² .

2.1.4. Площадь поверхности омываемых воздухом деталей и шасси (нагретой зоны).

А_в = 2(l₁ h + l₂ h + l₁ l₂ ); (2)

Подставив известные величины в (2), имеем

А_в = 2(0,48×0,12 + 0,2×0,12 + 0,48×0,2) = 0,36 м² .

2.1.5. Площадь поперечного сечения порожнего аппарата, свободная для прохода воздуха:

А_ап = L₁ L₃ - l₁ h; (3)

Используя исходные данные, из (3) получим:

А_ап = 0,5×0,49 - 0,48×0,12 = 0,19 м² .

2.2. Определение объемного и массового расхода воздуха

Выделяемая деталями РЭС тепловая энергия передается конвекцией воздуху, омывающему их поверхности, а излучением - внутренней поверхности корпуса. В результате нагревания воздуха его плотность уменьшается по сравнению с плотностью воздуха вне аппарата, появляется разность давлений и воздух через верхние отверстия или жалюзи в корпусе выходит из аппарата, а на его место поступает холодный воздух через нижние отверстия в корпусе. В установившемся режиме перепад давлений, вызванный самотягой, уравновешивается гидравлическими потерями на всех участках РЭС.

2.2.1. Определим среднюю площадь поперечного сечения аппарата, свободную для прохода воздуха: А_ср = А_ап (1 - К_з ); (4)

На основании исходных данных и данных, полученных в результате вычисления, из формулы (4) следует, что