Материал: Разработка конструкции и технологии изготовления радиомикрофона

. Расчет ведется методом последовательных приближений.

 м²

. Характерный размер:

0,129м = 129 мм

. Произвольный перегрев в первом приближении:

∆t׳ = 10˚C.

.Температура на поверхности корпуса:

t_к׳ = t_с + ∆t׳ = 55 + 10 = 65˚C

.Средняя температура окружающей среды:

t_ср׳ = 0,5∙( t_с + t_к׳) = 0,5∙(55 + 65) = 60˚C.

. Значения теплофизических параметров носителя по таблице [1]

коэффициент теплопроводности: λ = 2,9∙10 ^-2 [];

коэффициент кинематической вязкости: ν = 18,97∙10 ^-6 [];

коэффициент объемного расширения:

β =  =  = 3∙10 ^-3 [˚C ^-1]

. Критерий Грасгофа:

G_r׳ = β∙g ∙  ∙( t_к׳ - t_с ) = 3∙10 ^-3 ∙ 9,8 ∙  ∙ (65 - 55) = 175,38 ∙10⁴

где g = 9,8 [] - ускорение свободного падения.

. Произведение Грасгофа на Прандтля:

P_r = 0,7 - критерий Прандтля.

(G_r׳∙P_r) = 175,38 ∙10⁴ ∙ 0,7 = 122,766 ∙10⁴.

. Значения коэффициентов, характеризующих движение теплоносителя из таблицы 4.2:

Коэффициент, отвечающий за форму тела: C = 0,54.

Коэффициент, отвечающий за тип обтекания: n = 0,25.

Таблица 4.2

. Критерий Нуссельта:

N_u = C∙(G_r∙P_r)ⁿ = 0,54∙(122,766 ∙10⁴)^0,25 = 17.9

. Конвективный коэффициент теплопередачи при естественной вентиляции в неограниченном пространстве в первом приближении:

α_к׳ = N_u∙  = 17,9∙  = 4,024 []

. Лучевой коэффициент теплопередачи в первом приближении по номограмме [2]

α_лн׳ = 6,8 []

Так как номограмма построена для степени черноты равной 0,8, необходима корректировка результата:

. α_л׳ = α_лн׳ ∙ ,

где ε_пр - приведенная степень черноты в неограниченном пространстве:

14. ε_пр =  =  = 0,92

ε₁ = 0,92 - для красок различных цветов;

ε₂ = 1- для воздуха.

Отсюда лучевой коэффициент теплопередачи в первом приближении:

15.α_л׳ = 6,8∙  = 7,82 []

16. Тепловая проводимость корпуса

конвективная проводимость корпуса:

σ_кк׳ = S_кор ∙ α_к׳ = 0,1005 ∙4,024 = 0,404[];

. Лучевая проводимость корпуса:

σ_кл׳ = S_кор ∙ α_л׳ = 0,1005∙ 7,82 = 0,785 [];

. Суммарная тепловая проводимость корпуса:

σ_кс׳ = σ_кк׳ + σ_кл׳ = 0,404 + 0,785 = 1,187 []

. Расчетное значение перегрева в первом приближении:

∆t_рсч׳ =  =  = 0,003˚C

. Проверка условия выполнения расчета:

|∆t_рсч׳ - ∆t׳| = |0,003 - 10| = 9,997≤ 1-2˚C = > условие не выполнено, расчет продолжается.

Значение перегрева во втором приближении: ∆t׳׳ = ∆t_рсч׳ = 0,003˚C.

. Температура корпуса:

t_к׳׳ = ∆t׳׳ + t_с = 0,003 + 55 = 55,003˚C

. Средняя температура окружающей среды:

. t_ср׳׳ = 0,5∙(t_с + t_к׳׳) = 0,5∙(55 + 55,003) = 55,0015˚C

Значения теплофизических параметров [1]:

λ = 2,865∙10 ^-2 [  ]; ν = 18,475∙10 ^-6 [ ];

β =  =  = 3,048∙10 ^-3 [ ˚C ^-1 ].

. Критерий Грасгофа во втором приближении:

G_r׳׳ = β∙g ∙  ∙ ( t_к׳׳ - t_с )

G_r׳׳ = 3,048∙10 ^-3 ∙ 9,8 ∙  ∙ ( 55,003 - 55 ) = 0,56∙10⁴

. Произведение Грасгофа на Прандтля:

(G_r׳׳ ∙ P_r) = 0,56∙10⁴ ∙ 0,7 = 3,92∙ 10³

. Значения коэффициентов, характеризующих движение теплоносителя по таблице 4.2:

C = 0,54; n = 0,25.

. Критерий Нуссельта:

N_u = C∙(G_r׳׳ ∙ P_r)ⁿ = 0,54∙(3,92∙10³)^0,25 = 4,27.

. Конвективный коэффициент теплопередачи при естественной вентиляции в неограниченном пространстве во втором приближении:

α_к׳׳ = N_u ∙  = 4,27 ∙  = 0,948 [  ].

. Лучевой коэффициент теплопередачи по номограмме [2]

α_лн׳׳ = 6,5 []

. Лучевой коэффициент теплопередачи во втором приближении:

α_л׳׳ = α_лн׳׳ ∙  = 6,5 ∙  = 7,475 [  ].

. Тепловая проводимость корпуса:

σ_кк׳׳ = S_кор ∙ α_к׳׳ = 0,1005 ∙ 0,948 = 0,0952 [  ];

10. σ_кл׳׳ = S_кор ∙ α_л׳׳ = 0,1005 ∙ 7,475 = 0,751 [  ];

11. σ_кс׳׳ = σ_кк׳׳ + σ_кл