2.2. Методы приближенного анализа теплового режима рэс

Следующим, что следует изучить и научиться пользоваться в курсовой работе, являются методы приближенного анализа теплового режима РЭС [2], с. 53…67. Сложность расчета теплового режима РЭС (точного аналитического описания температурных полей сложных систем, каковыми являются РЭС) приводит к необходимости использовать приближенный анализ. Необходимо понять те направления анализа тепловых полей, которые приведены в учебном пособии. В процессе изучения Вам необходимо разобраться с тремя принципа-ми: суперпозиции (сложения) температурных полей, местного влияния (свойст-вом стабильности теплового потока) и регуляризации температурных полей при наличии источников энергии и без них.

Принцип суперпозиции. Первое, что необходимо отметить, это условия его применимости. Второе, что его окончательная математическая формули-ровка имеет вид

t_j = t_c + _jф + _{j c} ,

где t_j - стационарная температура j-й точки системы тел; t_c - температура среды; _jф - фоновый перегрев; _{j c} - собственный перегрев.

При рассмотрении методов определения тепловых коэффициентов выде-ляется схема расчета теплового режима РЭС, основанная на принципе супер-позиции и методе последовательных приближений. Ее необходимо усвоить и уметь применять, так как она, как и принцип суперпозиции, является основной схемой расчета (и в курсовой работе тоже).

Принцип местного влияния. Это второй принцип, который используется практически во всех расчетах (и в курсовой работе тоже). Необходимо четко представлять формулировку этого принципа и уметь определять, на каких рас-стояниях его можно применять, а также то, что он описывает стационарный тепловой режим.

Регуляризация температурных полей тел и системы тел (для 210201.65). Это третий принцип приближенного анализа температурных полей, и его подт-верждение Вы будете искать экспериментально, проводя лабораторные работы № 1 и 3. В процессе изучения материала следует разобраться с теоремами Г. М. Кондратьева, которые формулируют основные закономерности; понимать смысл основополагающего понятия «темп нагревания (охлаждения)» и как его можно определить экспериментально, а также – коэффициентов неравномер-ности температурного поля и формы тела. Следует обратить внимание на то, что данный принцип описывает нестационарный процесс нагревания (охлажде-ния). При рассмотрении системы тел с источниками энергии необходимо уметь определять иррегулярную и регулярную (псевдостационарную) составляющие процесса нагревания (охлаждения), а также понимать соотношение темпа нагревания системы тел с источниками энергии и темпа нагревания системы тел без источников энергии (в чем они совпадают, в чем различаются).

Вопросы для самопроверки к разделу 2

1. Что понимается под тепловым режимом РЭС?

2. Что такое нормальный тепловой режим ЭС?

3. Как влияет тепловой режим на качество ЭС?

4. Что такое СОТР? Какие Вам известны виды СОТР?

5. Какие факторы необходимо учитывать при оценке теплового режима?

6. Как осуществляется выбор способа охлаждения на ранних стадиях проектирования? С помощью каких показателей?

7. Что показывают вероятностные кривые, уточняющие выбор способа охлаждения? Какими правилами надо руководствоваться при выборе способа охлаждения?

8. В чем идея поэтапного расчета теплового режима? Что понимается под моделью "нагретая зона"?

9. Какой подход используется для расчета только наиболее критичных к теплу элементов изделия?

10. Сформулируйте основные положения методики теплофизических испытаний.

11. В каких зонах РЭС обычно задают температуры? Перечислите их.

12. Какое задание температур является наиболее полным и точным?

13. Что необходимо знать, чтобы оценить точность расчетного значения температуры критической зоны ЭРЭ? Что показывают ошибки первого и второго видов? Сформулируйте требования к их обеспечению.

14. Что необходимо предусмотреть при проектировании РЭС в случае за-дания теплового режима в виде температур окружающей элементы среды? В случае задания значений температуры воздуха на выходе аппарата?

15. Проведите сравнительный анализ возможных вариантов задания теп-лового режима РЭС.

16. С чем связана замена точных методов анализа приближенными?

17. При каких условиях применим принцип суперпозиции температур-ных полей?

18. Как можно представить температуру j-го тела, применяя принцип суперпозиции? Каков характер зависимости (линейный или нелинейный)? А реально?

19. К чему сводится определение значений тепловых коэффициентов в аналитическом методе? Что при этом используется?

20. В чем заключается принцип местного влияния? Приведите примеры его применения для анализа температурных полей.

21. Если известен наибольший размер области, где возникло возмущение, то чему равно расстояние, на котором возмущением можно пренебречь?

22. В чем существо метода регуляризации температурных полей?

23. В чем физический смысл темпа нагревания (охлаждения) тела? Ка-кими свойствами обладает темп нагревания (охлаждения) и от чего он зави-сит?

24. Дайте определения и поясните, что такое коэффициент неравномер-ности температурного поля, критерий тепловой инерции, обобщенный крите-рий Био.

25. Сравните темп нагревания системы без источников энергии с темпом нагревания системы с источниками энергии.