DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-2-272-276


УДК536.248

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОВИЗИОННОЙ СЪЕМКИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ

Шарков А.В., Герасютенко В.В., Минкин Д.А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Шарков А.В., Герасютенко В.В., Минкин Д.А. Моделирование теплового режима электронного оборудования на основе результатов тепловизионной съемки температурных полей элементов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 2. С. 272–276. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-2-272-276


Аннотация
Предмет исследования. Предложен метод исследования теплового режима электронного оборудования, заключающийся в тепловизионном обследовании электронного оборудования при заданных внешних условиях и создании на его основе тепловой и математической моделей. Метод. Разработка тепловой и математической моделей исследуемого объекта произведена на основе исследования теплового режима объекта электроники с помощью тепловизора. В отличие от существующих, предложенный метод позволяет существенно ускорить разработку тепловой и математической моделей, а также позволяет более точно судить о мощности тепловыделяющих элементов. Основные результаты. Исследован тепловой режим электронного блока в герметичном исполнении, охлаждаемый свободной конвекцией и излучением в воздушной среде. Блок размещается в корпусе с температурой воздуха 50 °C. Внутри герметичного корпуса установлены тепловыделяющие электронные элементы на платах. Для расчета теплообмена в электронном блоке составлены тепловая и математическая модели. Учтены необходимые допущения и определены их основные элементы. Проведен расчет свободно-конвективных и лучистых тепловых проводимостей с использованием метода последовательных приближений. Согласно предложенному методу проведено измерение температурных полей элементов электронного блока путем тепловизионной съемки. С помощью тепловизора Flir SC620 получены термограммы, по которым определены значения среднеповерхностных температур компонентов электронного блока. Выполнено сравнение расчетных значений среднеповерхностных температур элементов электронного блока с полученными экспериментальными данными. Практическая значимость. Предложенный в работе метод теплового моделирования позволяет создать адекватную модель исследуемого электронного устройства при различных мощностях тепловыделяющих элементов и температурах окружающей среды и может быть использован при проектировании и разработке радиоэлектрон- ного оборудования различного назначения, в том числе и для объектов, расположенных в герметичном корпусе.

Ключевые слова: тепловой режим, тепловизионная съемка, электронный блок, тепловая проводимость, уравнение теплового баланса, термограмма, свободная конвекция

Список литературы
  1. Мартыненко О.Г., Соковишин Ю.А. Свободно-конвективный теплообмен: справочник. Минск: Наука и техника, 1982. 400 с.
  2. Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: справочник. М.: Атомизда, 1979. 216 с.
  3. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л.: Энергия, 1968. 360 с.
  4. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. 312 с.
  5. Рашидханов А.Т., Юсуфов Ш.А. Система обеспечения теплового режима шкафа телекоммуникационного оборудования. // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017. Т. 44. № 2. С. 87–96. doi: 10.21822/2073-6185-2017-44-2-87-96
  6. Дилевская Е.В., Каськов С.И., Леонтьев А.И. Исследование тепловых режимов мощных полупроводниковых преобразователей энергии // Вестник Международной академии холода. 2008. № 4. С. 34–38.
  7. Муратов А.В., Ципина Н.В. Способы обеспечения тепловых режимов РЭC: учеб. пособие. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного технического университета, 2007. 98 с.
  8. Муромцев Д.Ю., Белоусов О.А. Компьютерные технологии для расчёта тепловых режимов и механических воздействий: учеб. пособие. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. 88 с.
  9. Туищев А.И., Губанов И.О., Плеханов В.М., Токарев Д.Г. Исследование тепловых режимов печатных плат радиоэлектронных средств и вычислительной техники при конвекционном и радиационном теплообменах // Вестник НГИЭИ. 2014. № 12(43). С. 88–93.
  10. Ефремова С.В., Леушев В.П., Иванов А.В. Моделирование тепловых режимов теплонагруженных радиоэлектронных средств // X Научно-техническая конференция «Молодежь в науке»: сборник докладов. г. Саров. 2011. С. 390–395.
  11. Попов В.В., Гордеев Г.А., Павлов А.В., Пономарева А.С., Смирнов Н.В. Расчет теплового режима элементов блока радиоэлектронной аппаратуры на этапе конструирования // Известия Института инженерной физики. 2018. № 2(48). С. 8–12.
  12. Павлова А.Д. Особенности процессов теплообмена в радиоэлектронных аппаратах в герметичном исполнении: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики. СПб, 2011. 113 с.
  13. Исламова А.Д., Кораблев В.А., Савинцева Л.А., Шарков А.В. Создание равномерного температурного поля на охлаждаемых объектах // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2007. Т. 50. № 10. С. 67–69.
  14. Karwa R. Heat and Mass Transfer. Springer, 2017. 1023 p. doi: 10.1007/978-981-10-1557-1
  15. Remsburg R. Advanced Thermal Design of Electronic Equipment. Springer, 1998. 589 p. doi: 10.1007/978-1-4419-8509-5
  16. Shabany Y. Heat Transfer: Thermal Management of Electronics. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2010. 471 p.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2020 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика