Тепловой расчет. 
Мобильный терминал для поиска неисправностей в компьютерных сетях

Практика тепловых расчетов показывает, что достаточно точное совпадение расчетных и экспериментальных данных зависит не от используемой методики, а от того опыта, который накоплен конструктором.

Расчет был выполнен по приближенной методике для свободного конвекционного теплообмена [3]. Внутренние блоки были представлены в упрощенном виде.

Геометрические параметры и режим работы блока:

Среднее расстояние между отверстиями для подвода и отвода воздуха h=0.1м;

Суммарные площади отверстий в корпусе: Fвх=Fвых= =0,174 м²;

Fш=0,002 м²

Площади поверхностей корпуса, нагретой зоны и излучающей ее поверхности:

S_з.в= S_з.л =0.367 м²

Площадь поперечного сечения порожнего корпуса блока:

Коэффициент заполнения блока:

Мощность источников тепла, действующих в аппарате: Р=30Вт.

Блок находится в неограниченной воздушной среде.

Температура среды t_с=20С, давление нормальное, теплообмен внешней поверхности корпуса со средой происходит в условиях естественной конвекции.

Определим величину W. Для этого вычислим необходимые параметры.

Найдем тепловые коэффициенты:

Вычислим средние поверхностные перегревы нагретой зоны и корпуса блока:

Средние поверхностные температуры нагретой зоны и корпуса равны:

Вышеприведенный расчет был проверен с помощью трёхмерного моделирования в САПР SolidWorks. Был использован встроенный в SolidWorks программный инструмент инженерного анализа COSMOSWorks. Данный программный продукт основан на реализации метода конечных элементов. Суть этого метода в производстве предварительной дискретизации объёма, занимаемого телом, на элементарные области, называемые конечными элементами. Далее на основании координат элемента, заданных параметров материалов и функций нагрузок и ограничений производится формирование матриц. Для упрощения расчета и ручного ввода данных вводимая модель упрощена до блоков. После проведения определённых вычислений выдаётся решение для каждого конечного элемента и всего тела. Итоговый результат предоставлен на рис. 9.1 и по средним показателям совпадает с расчетами, сделанными мною.

Таким образом, диапазоны рабочих температур всех видов использованных элементов (+85 для микросхем) превышают значение температуры нагретой зоны, что позволяет сделать вывод об обеспечении теплового режима работы разрабатываемого устройства.