Тема: ПРИМЕНЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Целью данной работы являлся литературный обзор, ознакомление с теорией теплообмена, изучение методов защиты аппаратуры от внешних воздействий, подбор и изучение свойств покрытий, имеющих свойства, схожие с абсолютно черным телом. Чаще всего возникает проблема удаления избытка теплоты в результате саморазогрева аппаратуры. Передача теплоты от нагретой аппаратуры в окружающую среду осуществляется кондукцией, конвекцией и излучением. В условиях малых пространств количество воздуха в корпусе прибора крайне мало и не является основным способом теплопередачи - основная часть тепла передается излучательным способом от элементов на корпус и с его поверхности рассеивается. Таким образом для эффективного теплоотведения необходимо максимизировать эффект излучательной передачи. Это может быть достигнуто путем замены обычного покрытия корпуса на покрытие с высоким коэффициентом черноты. Данное улучшение может позволить снизить общую температуру элементов на 5-7%.
Купить

В данной работе был проведен литературный обзор, в ходе которого были проанализированы данные по теории теплообмена. Были изучены виды теплопередачи и способы улучшения их эффективности, исследованы тепловые режимы, найдено уравнение, описывающее излучательный отвод тепла от блока. Изучены тепловые режимы и выполнен анализ их расчета. Исследована защита аппаратуры от теплового воздействия, в том числе различные способы защиты элементов от высокой температуры. Следует заметить, что из-за особенностей устройства корпуса и расположения элементов возможно использование только одного способа защиты - теплоотвода излучением. Для улучшения эффективности излучательного метода теплопередачи необходимо изменение покрытия корпуса, которое должно быть заменено на покрытие на основе абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело поглощает до 99 % падающего излучения, а полная объёмная плотность равновесного излучения и полная испускательная способность абсолютно чёрного тела пропорциональны четвёртой степени его температуры. Для защиты самих элементов внутри корпуса есть различные варианты защиты, однако самым эффективным и оптимальным вариантом является заливка компаундом с высокой теплопроводностью. Это значительно увеличит теплоотведение от элементов и дополнительно защитит их от внешней агрессивной среды. Был исследован новый метод нанесения покрытий на солнечные панели, который в дальнейшем, после его детального анализа и адаптации, может быть использован для блоков радиоэлектронной аппаратуры.
В ходе практических работ по модернизации блока малогабаритного преобразователя напряжения, стойкого (МПНС) и анализе его температурных свойств были получены результаты анализа градиентов температур блока МПНС. Лучшим вариантом с точки зрения тепловой защиты можно считать использование заливки компаундом. Однако если данный вариант невозможен ввиду особенностей поставленной задачи, то возможно использование специальных покрытий, изменяющих коэффициент черноты у поверхности, на которую они наносятся.
В рамках магистерской диссертации произведено сравнение для двух случаев расположения исследуемой аппаратуры - в воздушной среде и в вакууме. При этом менялись покрытия, которые наносились на поверхность его корпуса. Первое покрытие имело коэффициент черноты равный 0.85, второе - близкий к 1. При сравнении данных покрытий выявлено, что при использовании покрытия с высоким коэффициентом черноты на корпусе прибора общая температура на всех элементах блока МПНС понижается значительнее, чем при применении покрытия с низким коэффициентом черноты. Разница составляла до 7градусов в вакууме и до 4 градусов в воздушной среде. В воздушной среде разница ниже из-за наличия дополнительного теплообмена конвекцией.
Купить