Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 1 - Kylning av flygelektronik, av Klas Küntzel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Det termiska problemet är i sådana fall inte
längre ett kylproblem utan ett
temperaturregleringsproblem.
Arbetsgränserna för utrustningen anger inom
vilket område omgivningens tryck, temperatur
och övriga egenskaper, som kan påverka
apparattemperaturerna, skall få variera, utan att
apparatens funktionssäkerhet äventyras.
Arbetsgränserna bestäms till en del av flygplanets
egenskaper, men också av hur utrustningen
skall installeras, närliggande struktur och
apparater m.m.
Värme vand ring
Förlustvärme, som uppstår i en komponent,
t.ex. ett elektronrör eller ett motstånd, som ej
genomgår några belastningsväxlingar,
genereras med konstant effekt och oberoende av hur
komponenten kyls. Summan av den genererade
effekten, P(J, och den eventuellt utifrån
mottagna värmeeffekten, P,-n, är lika med summan
av den i komponenten absorberade
värmeeffekten, Pa, och den från komponenten
avgivna värmeeffekten, P„t:
P0 + Pin = Pa + Put (1)
I det stationära fallet är temperaturernas
tids-derivator noll, följaktligen Pa = 0, dvs. den
effekt, som måste transporteras bort är lika
med summan av den genererade och den
genom värmeöverföring mottagna. Vid den
termiska analysen av apparater och deras
komponenter använder man sig av de välkända
sambanden för värmeöverföringens tre faser,
ledning, strålning och konvektion. Under
förenklade antaganden kan man skriva:
Pl = ^(To-Tt) (2)
P3 = joe. A (To - T3)dA3 (4)
As
där
Put = Pi + Pi + Pa (5)
och indices i, 2 och 3 hänför sig till värden
som gäller vid resp. värmeöverföringsfaser, P
betecknar effekt, A yta och T temperatur T0
betecknar en yttemperatur, som för
enkelhetens skull antagits konstant över hela
komponenten.
Om man studerar det vanligen förekommande
fallet att en viss komponenttemperatur inte får
överskridas, men väl underskridas, så finner
man att ett optimalt kylsystem innebär att man
skall låta komponenttemperaturen bli så hög,
som överhuvudtaget tillåts. Om enheten är kyld
genom egenkonvektion, skulle enligt ekv. 2—4
vid i övrigt oförändrade faktorer,
komponentens, eller apparatens, dimensioner, antydda
som A i ekvationerna, kunna minskas om T0
tillåtes öka. Om det gäller en komponent eller
enhet kyld genom påtvingad konvektion, skulle
enligt ekv. (4) värmeöverföringskoefficienten
kunna minskas och kylmedietemperaturen Ts
kunna ökas, om ett högre T0 tillåtes vid i övrigt
oförändrade faktorer. Detta innebär en
minskning av kylsystemets belastning. Utvecklingen
har också gått mot allt temperaturhärdigare
komponenter, vilket förenklar kylproblemet.
Tidigare har man oftast nöjt sig" med att
studera stationära termiska tillstånd.
Utvecklingen mot högre flyghastigheter, speciellt inom
robotvapenområdet, har motiverat att man
numera också studerar transienta värmetillstånd.
Analytiskt leder detta till differentialekvationer
och man har bl.a. behandlat problemen med
hjälp av automatiska räknemaskiner.
Den analytiska och genom utprovning
erhållna värderingen av utrustningens termiska
prestanda syftar till att fastställa om och i så
fall vilka modifieringar, som måste göras, för
att utrustningen utan att på någon punkt
överhettas skall fungera inom det specifierade
arbetsområdet. Vidare vill man konstatera om
den termiska uppbyggnaden, inklusive
kylsystemet, är optimal, eller om modifieringar
kan åstadkomma minskningar i vikt, volym
eller kylbelastning.
Hjälpmedel
För den termiska analysen, som i huvudsak
innebär värmeöverföringskalkyler, kan man
ofta med fördel använda sig av diagram över
värmeöverföringens tre faser, med lämpligt
valda parametrar. En hel del litteratur i ämnet,
anpassad speciellt till flygburen elektronisk
utrustning, har på senare år publicerats, främst
i USA3,4,5. Utöver de analytiska beräkningarna
kan den termiska värderingen ske med hjälp
av analogiprov, bänkprov, klimatkammarprov
och flygprov.
Analogiprov kan komma till användning, då
man önskar bestämma temperaturer, som på
beräkningsväg skulle bereda stora svårigheter
att fastställa, samt vid
temperaturregleringsproblem. I dessa prov utnyttjar man analogin
mellan elektrisk ström och värmeström, där
motsvarigheterna till spänning, strömstyrka
och motstånd utgöres av temperaturskillnad,
värmeflöde och inverterade värdet av
värmeöverföringstalet osv.
Bänkprov användes för att utröna apparatens
prestanda i laboratorieomgivning och kräver
i allmänhet ringa provutrustning och
provkostnader. Mätningar av temperaturen på
komponenter, chassi och kåpa utföres genomgående
för att man skall kunna få en klar bild av
temperaturfördelningen hos utrustningen.
Provdata kan sedan jämföras med analytiskt
beräknade värden, varefter extrapolering kan ske
med hänsyn till ändrade
omgivningsförhållanden. Noggrannheten hos sådan extrapolering
beror av efter vilken princip apparaten är kyld
och uppbyggd.
Klimatkammarprov är avsedda att simulera
aktuella arbetsförhållanden hos utrustningen i
flygplanet, men medger i allmänhet inte
fullständig överensstämmelse med verkligheten.
Täthet och temperatur hos luften kan identiskt
fi TEKNISK TIDSKRIFT 1957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
