Влияние конструктивных параметров системы кондуктивного охлаждения на температурный режим радиоэлектронной аппаратуры в герметичном корпусе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

ПОЛУШКИН Андрей Витальевич

ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ КОНДУКТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ В ГЕРМЕТИЧНОМ КОРПУСЕ

Специальность. 01.04.14 — «Теплофизика и теоретическая теплотехника»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□ОЗ174174

Санкт-Петербург 2007

003174174

Работа выполнена в

Открытом акционерном обществе «Холдинговая компания «Ленинец»

Научный руководитель-

доктор технических наук, профессор Балашов Виктор Михайлович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, профессор Дульнев Геннадий Николаевич

кандидат технических наук Тимохин Алексей Павлович

Ведущая организация

ОАО «Радиоавионика» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится « 30 » октября 2007г. в « 15 '» часов на заседании диссертационного совета Д 212.227.02 при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий механики и оптики (СПбГУИШО) по адресу

197101, Санкт-Петербург, Кронверский проспект, 49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУИТМО Автореферат разослан «<^0» сентября 2007 г.

Ученый секретарь |

диссертационного совета Д 212.227.02 С А Козлов

доктор физико-матеметических наук, профессор Ц

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования.

Объектом исследований в предлагаемой работе является бортовая радиоэлектронная аппаратура (РЭА) в герметичном корпусе с кондуктивным способом охлаждения, размещаемая в составе изделий авиационной техники и предназначенная для тяжелых условий эксплуатации

Актуальность проблемы.

На конструкцию РЭК существенно влияют не только способы и методы охлаждения, но и параметры системы охлаждения, поэтому их нужно выбирать на ранней стадии проектирования Обзор публикаций в отечественной и зарубежной литературе, посвященных системам кондуктивного охлаяедения (СКО), показывает заинтересованность некоторых фирм и научных коллективов в исследовании влияния различных факторов на их эффективность Однако, теоретические и экспериментальные исследования проводятся лишь для отдельных составляющих этих систем. Не смотря на все более широкое применение подобных систем охлаждения в спецтехнике, на сегодняшний день не существует четко сформулированных рекомендаций и методик их теплового проектирования как единого целого Остается открытым вопрос и о возможности выбора на ранней стадии проектирования параметров системы охлаждения, а значит и получения конструкции блока в целом, обладающего наиболее рациональными массогабаритными, конструктивными, тепловыми и другими технико-экономических характеристиками

Актуальность рассматриваемой в работе проблемы непосредственно связана с необходимостью всестороннего исследования и анализа влияния различных факторов и конструктивных особенностей отдельных элементов на эффективность СКО как единого целого Применение рационально спроектированных СКО позволит решить задачу температурной стабилизации приборов, эксплуатируемых в экстремальных климатических условиях с высокими тепловыми нагрузками

Цели и задачи исследования.

Целью настоящей работы является улучшение эксплуатационных параметров, таких как надежность, массогабаритные характеристики и энергозатраты на обеспечение принудительного обдува бортовой РЭА в герметичном корпусе посредством повышения эффективности СКО

В связи с этим возникает ряд практически важных задач.

1 разработка математической модели (ММ) и методики теплового расчета блока в герметичном корпусе с СКО при работе в стационарном и нестационарном режимах,

2 исследование и анализ влияния условий эксплуатации и конструктивных особенностей корпуса блока и электронных узлов на температурный режим теплонагруженных элементов,

3 проведение комплекса экспериментальных исследований с целью проверки адекватности разработанной математической модели практике,

4 формулировка рекомендаций по проектированию наиболее рациональных конструкций блоков и узлов с точки зрения их массогабаритных, тепловых и технико-экономических характеристик,

5 разработка расчетной программы для ЭВМ, позволяющей на ранних стадиях проектирования оценивать тепловое состояние элементов блока.

В диссертационной работе рассматриваются различные конструктивные и компоновочные решения элементов СКО, позволяющие осуществить теплоотвод и термостабилизацию РЭА в герметичных корпусах

Методы исследования.

Математическая модель стационарного режима работы СКО строится исходя из необходимости анализа теплового состояния элементов конструкции корпуса блока и его узлов, определяемого на основе исследования температурного поля системы пластин с дискретными источниками и стоками тепловой энергии, соединенных между собой и имеющих теплообмен друг с другом и окружающей средой Для этого определяются величины источников и стоков на каждой из пластин, значения контактных тепловых сопротивлений между ними, определяется характер и интенсивности их теплообмена с окружающей средой при заданных условиях Для решения поставленной задачи используется дифференциальное уравнение теплопроводности для ограниченной пластины с дискретным источником тепловой энергии Так же используется метод поэтапного моделирования, принцип суперпозиций температурных полей, принцип местного влияния, и основные закономерности кондуктивного, конвективного, лучистого и контактного теплообмена Задача решается методом последовательных приближений

Для анализа нестационарного теплового режима работы блока используются основные закономерности регулярного процесса нагревания системы тел с источниками энергии, основанные на теоремах Г М Кондратьева При этом электронный блок упрощенно представляется в виде составного тела, состоящего из ядра, тонкого зазора и наружной оболочки, на поверхности которой происходит теплообмен с окружающей средой

Основными критериями, определяющими эффективность того или иного конструктивного или компоновочного решения СКО, являются снижение температуры корпусов тепловыделяющих элементов до допустимых значений, улучшение массогабаритных характеристик системы теплоотвода, снижение энергозатрат на обеспечение принудительного обдува

Результаты теоретических исследований подтверждены серией экспериментов, в соответствии с разработанными методиками проведения испытаний для изделия, находящегося на этапе опытного производства в рамках НИОКР

Научная новизна

В диссертационной работе защищаются следующие положения представляющую научную новизну

1 разработана математическая модель и методика теплового расчета стационарного и нестационарного режимов работы РЭА в герметичном корпусе с СКО, учитывающая разнообразие конструктивных исполнений и разветвленность тепловых связей,

2 получено аналитическое выражение для определения эффективной теплопроводности многослойной печатной платы (Ml 111) с теплоотводящими слоями и сквозными металлизированными отверстиями в зонах источника и стока тепловой энергии,

3 получено выражение для определения значений теплопроводности вдоль основных координатных осей пластины, на поверхностях которой, имеются геометрические неоднородности в виде пазов,

4 исследовано и определено влияние условий эксплуатации, конструктивных и компоновочных факторов на температурный режим работы РЭА в герметичном корпусе и на эффективность СКО,

Практическая ценность.

Практическая значимость выполненных исследований состоит в следующем

1 Разработаны теоретические основы и методика теплового проектирования СКО РЭА в герметичном корпусе

2. Построена математическая модель, позволяющая всесторонне анализировать влияние конструктивных параметров на эффективность СКО и температурный режим РЭА в герметичном корпусе.

3 Проведенные исследования позволяют правильно оценивать возможности СКО, целенаправленно и обоснованно выбирать их параметры для обеспечения требуемого температурного режима РЭА при заданных условиях эксплуатации

4 На основании результатов исследований разработаны практические рекомендации по оптимизации параметров, режимов работы и использованию СКО РЭА с учетом тепловых нагрузок, условий эксплуатации и других показателей на этапе эскизного проектирования

5 Разработано информационно-программное обеспечение для теплового моделирования и исследования СКО

Основные новые результаты, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие положения и результаты

1. аналитическая зависимость для определения эффективной теплопроводности Ml 111 с теплоотводящими слоями, и сквозными металлизированными отверстиями в зоне источника и стока тепла,

2 аналитическая зависимость для определения эффективной теплопроводности пластины, на поверхностях которой, имеются геометрические неоднородности в виде пазов,

3 математическая модель и методика расчета стационарного теплового режима электронного блока в герметичном корпусе с СКО,

4 математическая модель и методика расчета РЭА в герметичном корпусе с СКО при работе в нестационарном тепловом режиме,

5 результаты и системный анализ параметрических исследований влияния условий эксплуатации и конструктивных параметров на температурный режим РЭА и эффективность системы кондуктивного охлаждения

Реализация результатов работы

Научные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы реализованы при проектировании изделий нового поколения бортовой авиационной РЭА, которые в период с 2002 по 2006 гг внедрены

• ЗАО «Котлин-Новатор» - при разработке программируемого сигнального процессора Ц551ИМ; универсальной бортовой вычислительной машины БС2515, блока процессорного и устройства ввода-вывода для пилотажно-навигационных комплексов

• ОАО "Завод "Радиоприбор" - при разработке и изготовлении вычислительного блока для доплеровского измерителя скорости и сноса вертолета ДИСС-15 и ДИСС-32-90А

• ОАО "НПП "Конверсия" - при разработке приемопередающего модуля для радиорелейной станции «РЭСКОМ-15».

• ОАО "НПП "Радар-ММС" - при разработке модуля обработки активных радиолокационных головок самонаведения АРГС-35Э и АРГС-54Э

Апробация работы

Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на «четвертой международной школе-семинаре «Внутрикамерные процессы, горение и газовая динамика дисперсных систем» (секция «Газовая динамика, тепломассообмен и теплозащита») (Санкт-Петербург, 2004г) и Международной НПК «Радиоэлектронные системы XXI век» (Санкт-Петербург, 2004г )

Публикации

По результатам научных исследований автором с 2002 по 2006 г опубликовано 6 научных статей

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 179 наименований Основная часть работы изложена на 129 страницах машинописного текста Работа содержит 42 рисунка и 1 таблицу

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель, основные задачи, объект и предмет исследования Показана научная новизна и практическая значимость выполненной работы Приведены основные положения, выносимые на защиту и примеры практического использования результатов диссертационной работы

В первой главе рассмотрены различные способы охлаждения и термостабилизации современной РЭА Произведен обзор и анализ опубликованных результатов исследований по данному направлению, на основании чего сделан вывод о перспективности развития и более глубокого исследования систем кондуктивного охлаждения Дан краткий обзор и анализ методов расчета СКО Показано, что с развитием ЭВМ в последе время на первый план выходят численные методы расчета, обладающие более высокой точностью Показана актуальность данного направления работ, сформулированы основные задачи и цели исследования

Глава 2. В настоящей главе обосновывается и разрабатывается методика расчета и описывается математическая модель СКО для электронного блока в герметичном корпусе

СКО предполагает высокую степень металлизации элементов конструкции узлов и корпуса блока с ярко выраженными тепловыми связями, поэтому, электронный блок в герметичном корпусе с СКО, можно представить как систему пластин с источниками и стоками тепловой энергии, соединенных между собой и имеющих теплообмен друг с другом и окружающей средой Т о поставленная задача сводиться к определению и дальнейшему анализу температурных полей основных конструктивных элементов блока, определению значений источников стоков тепловой энергии на каждом из них, значений контактных тепловых сопротивлений между ними, определению характера и интенсивности их теплообмена с окружающей средой

При создании математической модели стационарного теплового режима были выдвинуты и обоснованы следующие основные допущения 1. Теплопередача от тепловыделяющих элементов к внутренней поверхности корпуса осуществляется только за счет теплопроводности элементов конструкции через стоки на узлах,

2. При рассмотрении в качестве элементов кондуктивного теплоотвода тепдостводящих шин полагаем, что весь тепловой поток к корпусу блока передается только по шинам, теплопроводностью платы пренебрегаем;

3. Плата узла с дополнительными теплоотводяшими слоями или с внешним теплоотводом заменяется однородной пластиной той же толщины с эффективной теплопроводностью;

4. Стенки блока с направляющими для узлов и ребрами радиатора заменяются однородными гладкими пластинами с эффективными теплопроводности ми вдоль основных осей;

5. Перепадом температуры по толщине рассматриваемых однородных пластин пренебрегаем;

6. При расчете теплообмена между поверхностями или между поверхностью и окружающей ее средой а выражения для теплового потока подставляются их сред неповерхностные температуры.

стенка блока (Тс1(х,у), АсЩ, \cl(y),Od)

клиновой разъем

сопротивление "ллата-стенкз"

(Rn-c)

con ротнвление "стенкз-сте нка" (Roe)

Рис.1. Тепловая модель блока.

При создании математической модели были использованы: метод поэтапного моделирования, принцип суперпозиции температурных полей и принцип местного влияния. На поверхностях основных конструктивных элементов блока, участвующих в теплообмене были сформированы системы источников и стоков тепла.

При анализе теплового режима рассматриваемой системы температурное поле плат и стенок блока описано с помощью модели пластины с локальными источниками теплоты и теплообменом на основных поверхностях Двухмерное стационарное распределение перегрева в пластине, вызванное наличием источника тепла находится путем решения уравнения

у ду2 дг2 8 8 где 1У, Ц- размеры пластины, 8-толщина пластины; Ху,Хг -эффективные теплопроводности в направлении у и г, а -суммарный коэффициент теплоотдачи с поверхности пластины (а = сот г), Ч(у. г) - поверхностная плотность теплового потока от локальных источников

, ч Р

Ч(У>2) = -7—.--при у,<у<у2 и Х1<г<г2,

ДуДг

Ч(у, г) = 0 - вне зоны источника, где Р-мощность источника;

Лу и Дг - размеры источника в направлении осей Оу и Ог соответственно

В работе используется достаточно простое по форме приближенное аналитическое решение задачи с помощью обобщенного метода Канторовича

Получено выражение для оценки эффективной теплопроводности многослойной печатной платы с теплоотводящими слоями и сквозными металлизированными отверстиями в зонах источника до зоны стока тепла Если источник и сток тепла расположены на одной стороне МПП, то

1-1 § 1-1 5 1

У „ , „ „ „\ „ „

-1

х = | * у

п 5П 8П ¿^12и(хч(1-ми)+х0ми) ££(а.ч(1-мст)+а.вм„) хс18сч Если источник исток находятся на противоположныхсторонахМПП,то

/

IX 1 N [ 1-1 § N § 1) х - с1"с! ) 1 у у__+ у_3!_ | 1

где, Х„ - эффективная теплопроводность МПП, Вт А» К,

- теплопроводность материала .¡-го слоя, Вт/5м К, Х0 -теплопроводность материала металлизированных отверстий, ВтЛи К, 5П- толщина многослойной платы, м; 8Ч - толщина J-гo слоя, м, к„, кст - количество металлизированных отверстий в области источника и стока,

и

Ц,, Цт - диаметр металлизированных отверстий в области источника и стока, м; 1„ = ^АхАу - приведенный размер источника тепла, м, = ф\х2Ау - приведенный размер стока тепла, м,

м - к»я0- м к~7Г°~

,2 ' " ,2 'с.

источником и стоком тепла соответственно

Боковые охлаждаемые стенки блока с кондукгивным теплоотводом на одной своей поверхности имеют направляющие для установки электронных узлов, на другой поверхности стенок выполняют ребра радиатора, увеличивающие поверхность теплоотдачи Эффективная теплопроводность такой пластины будет отличной от теплопроводности монолитной пластины той же толщины Автором получено выражение для эффективной теплопроводности таких пластин вдоль основных координатных осей

Для пластины, на одной стороне которой выполнены пазы в направлении х, а на другой — в направлении оси у

л ^ 1-8„ . 1-8. 8„

—н—= + —-а-=, -5-=- + ^=

8» . 1-8» 8„ 1-8. у 8„ 1-8„ 8„ 1-5„

л экв экв л экв л экв 1 экв - экв 1 экв л экв

л.^ А,2 К 2 Лд

>.* = (1-8ТХМГ+(1-8>Г)+ММ-Г+а-8>Г),

X (Ин + (10) 1ЭКВ _ ^ ¿0 1ЭКВ_1 1 экв _ ^ 0*в + (*р)

р^ЭКВ _ Ч"Н Х.экв___ 4,1 о_ Х,экв ~ А, Я,ЭК8 =

1 ~~ (Ьн + ЪВ +<10)' 2 ~ (Ьн +ЬВ +ё0)' 3 " ' 4 ~ (Ь„ + Ьв + <30)'

Для пластины, с обеих сторон которой выполнены пазы в направлении оси*

= = + Хэ2кв(57 - бТ) + Л.Э3КВ (1 - 67), Ху ,

X Z |Н Н ' -IV в/' у . экв . экв . экв

\ экв <\экв _ (Ьв + ¿о) Л ЭКВ ^ _ л _ я V. V.

л, = /., кг ----——, л3 =——————, о0-о-пн-пв,

(Ьн+Ьв+с30) (Ьн+Ьв+<10)

где ХхДуД2 - эффективные теплопроводности рассматриваем его элемента

относительно главных осей, Вт Ал К,

X - теплопроводность материала пластины, Вт/К( К,

Бв и 8„ - шаг пазов на верхней и нижней поверхности пластины, м,

Ьв, Ьн-глубина паза на верхней и нижней стороне пластины,м;

5 - полная толщина пластины, м,

5, и 6Н - толщины выступов, образованных пазами на верхней и нижней поверхности пластины соответственно, м

При создании СКО следует учитывать значимость контактного термического сопротивления (КТС) во всей цепочке разветвленных тепловых связей Для определения коэффициента теплопередачи через поверхность контакта использовалось выражение

- у _Г Д0.86

где К - коэффициент, учитывающий параметры шероховатости поверхности,

Х,с - теплопроводность среды, заполняющей зазоры, км = -приведенная

л, +к2

теплопроводность, X, Д2 - теплопроводность контактирующих материалов,

У = - относительная величина, Ьср-средняя высота выступов

шероховатости, определяемая классом чистоты обработки поверхности, р-давление, Па, 5тах -максимальный зазор, 5Э - эквивалентный зазор

Коэффициент теплоотдачи принудительно охлаждаемых и неохлаждаемых стенок блока определяется исходя из основных выражений для вынужденной и свободной конвекции соответственно

Коэффициент теплоотдачи теплоотводящих элементов узлов имеет довольно сложную структуру, и получить аналитическое выражение, дающее достаточно точное его значение Исходя из вышесказанного, наиболее рационально получать значение коэффициента теплоотдачи теплопроводящего элемента узла, методом последовательного приближения

Критерием прекращения последовательного приближения является закон сохранения тепловой мощности в стационарном режиме, когда выделяемая в блоке мощность, равна мощности отдаваемой блоком охлаждающему воздуху и в окружающую среду

р2. _р1, р! уур/.ч р£ _ рХ ,рЕ

* выд Аотд> х выд отд ~ охл рзс'

,=1 и

=ШБСр(4Г -1?), Рр-ас=1ас,Рс,(С)

1=1

где Р^д - суммарная тепловая мощность, выделяемая элементами блока, Вт,

р£д - суммарная тепловая мощность, отдаваемая корпусом блока охлаждающему и окружающему воздуху, Вт,

Р^, - суммарная тепловая мощность, отдаваемая принудительно обдуваемыми стенками блока охлаждающему воздуху по средствам вынужденной конвекции,Вт,

Р1мс ' суммарная тепловая мощность, рассеиваемая неохлаждаемыми стенками блока окружающему воздуху по средствам естественной конвекции, Вт, шБ - массовый расход воздуха, подаваемый системой охлаждения, кг/с,

1|ых - температура охлаждающего воздуха на входе и выходе из охлаждающего тракта блока, К,

4с<о " средне-поверхностная температура данной стенки, К, - температура среды, окружающей данную стенку, К Задача решается методом последовательных приближений

Для составления математической модели нестационарного теплового режима электронного блока в герметичном корпусе с КТ использовалась упрощенное представление блока в виде составного тела, состоящего из ядра, тонкого зазора с малой теплоемкостью, наружной оболочки, на поверхности которой происходит теплообмен с окружающей средой

Дня составления математической модели нестационарного температурного режима были добавлены следующие предпосылки

1 мощность источников тепловой энергии неизменна во времени,

2 температура окружающей среды постоянна,

3 коэффициент теплоотдачи и теплофизические параметры материалов не зависят от температуры,

4 температурное поле тела входит в стадию регулярного режима с самого начала рассматриваемого процесса

Исходя из этого, ядром тела будем считать все элементы конструкции, находящиеся во внутренней замкнутой области блока ограниченной корпусом, в том числе воздушные зазоры В качестве внешней поверхности ядра системы примем совокупность поверхностей стоков узлов

Оболочкой тела будем считать корпус блока Внутренней поверхностью оболочки системы условно будем считать совокупность поверхностей источников тепла на боковых стенках блока, обусловленных стоками узлов

В качестве условного зазора бесконечно малой толщины, разделяющего ядро и оболочку тела примем суммарное значение всех тепловых сопротивлений между теплостоками узлов и стенками корпуса

Закономерности охлаждения (нагревания) тел или систем тел сформулированы в теоремах Г М Кондратьева

В условиях регулярного режима, структура темпа охлаждения (нагревания) для рассматриваемой системы имеет вид

а-7а2-4Ь

2

а = тс +т„(1 + Р),

____о^я «^^О^О ^з^я

= т0тя, Р = -5ГТГ"' то=-рг-> т* =-7;—.

'"о

где т0 - темп охлаждения оболочки, тя - темп охлаждения ядра; а0 -коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности оболочки системы, С0 -полная теплоемкость оболочки, С„ - полная теплоемкость ядра; У, - критерий неравномерности температурного поля ядра, Б,, - площадь наружной теплоотдающей поверхности оболочки, ст3 - тепловая проводимость зазора

Если тело разогревается под действием внутренних источников энергии, то разница между предельной стационарной температурой (&Дт в точке J и

температурой ЭJ в этой же точке достигнет требуемой величины ДJ =

1 ,

в момент времени т. т = — 1п

ш

Глава 3. Этот раздел посвящен экспериментальному исследованию СКО тепловыделяющих элементов РЭА в герметичном корпусе В качестве экспериментальных исследований проводились тепловые испытания электронного блока в герметичном корпусе с кондуктивным теплоотводом, разработанного по программе НИОКР Были произведены измерения температур корпусов шести наиболее тепловыделяющих элементов Испытания проводились на стенде испытательного центра предприятия, состав которого и принцип работы подробно освещен

Погрешность полученных результатов оценивалась на основе метода статистической обработки многократных отсчетов Полученная величина погрешности произведенных измерений лежит в диапазоне от 3 до 5%. Результаты статистического анализа позволили оценить достоверность выводов,

полученных при анализе экспериментального материала Проведенные экспериментальные исследования и позволили сделать следующие выводы

• проведенные экспериментальные исследования подтверждают правильность разработанной ММ блока в герметичном корпусе с СКО и правомочность принятых допущений при ее создании,

• отклонение расчетных значений температур корпусов элементов от экспериментальных не превышает 9% для данного изделия,

• отклонение расчетных значений продолжительности переходных процессов от экспериментальных не превышает 13% для данного изделия,

• в виду хорошей сходимости результатов расчета и эксперимента разработанная ММ пригодна для проведений параметрических исследований и анализа влияния различных факторов на эффективность СКО блоков различной компоновки

Глава 4. В данной главе приведены результаты численного эксперимента, проведенного на базе разработанной математической модели Исследования проводились для типоразмеров блоков, разработанных в соответствии программой НИОКР предприятия и находящихся в опытном производстве Проведены параметрические исследования влияния различных факторов на эффективность СКО Исследовано влияние конструктивных параметров Ml 111 с теплоотводящими слоями и сквозными металлизированными отверстиями в зонах источника и стока тепла на ее теплопроводность Исследована зависимость эффективной теплопроводности металлической пластины с геометрической неоднородностью на основных поверхностях от параметров неоднородности Проанализирована зависимость величины контактного термического сопротивления от условий контакта Проведено всестороннее исследование влияния различных факторов на эффективность СКО Сделаны выводы по степени влияния различных факторов на тепловой режим рассматриваемой системы Обозначены наиболее рациональные границы изменения различных конструктивных параметров, дающие наибольший эффект с точки зрения эффективности СКО. На основании анализа результатов параметрических исследований сформулированы практические рекомендации по проектированию РЭА в герметичном корпусе с СКО

III ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленными целями и задачами решена важная научно-практическая проблема разработки методики расчета и исследования влияния конструктивных особенностей СКО на температурный режим элементов блока при работе в стационарном и нестационарном режимах.

В работе получены следующие основные результаты

1. Получено аналитическое выражение для определения эффективной теплопроводности многослойной печатной платы с теплоотводящими слоями и металлизированными отверстиями в зонах источников и стоков тепла.

2 Разработано выражение для расчета эффективной теплопроводности вдоль основных координатных осей пластины с геометрической неоднородностью на поверхностях в виде пазов

3. Создана методика расчета теплового режима блока с СКО, учитывающая особенности конструкции, способ охлаждения поверхности блока и воздействие внешних факторов

4. Построена ММ электронного блока в герметичном корпусе с СКО, описывающая работу системы при стационарном и нестационарном режимах, на основе которой проведен ряд численных экспериментов

5. Для указанной системы отвода тепла, на основе анализа результатов параметрических исследований, построены зависимости максимальной абсолютной температуры корпусов тепловыделяющих элементов при стационарном и нестационарном режимах от внешних факторов - условий эксплуатации изделия и от конструктивных параметров системы

- особенностей и способа реализации теплостока в узлах;

- компоновки блока и построения системы охлаждения,

- уровня выделяемой блоком мощности,

- теплофизических свойств материалов, и др

6 Исследовано влияние условий контактного теплообмена - чистоты обработки поверхности, усилия сжатия, наличие и свойства наполнителей, а так же прочностных свойств материала на величину тепловой проводимости зоны контакта двух поверхностей

7 Выявлено влияние параметров геометрических неоднородностей на поверхностях пластины на величину эффективной теплопроводности в направлении основных координатных осей.

8 Исследовано влияние количества, толщины и глубины расположения теплоотводящих слоев и степени металлизации зон источников и стоков тепла на теплопроводность МПП

9 Проведен анализ целесообразности и условий применения тех или иных конструктивных решений и параметров системы, сделан вывод об их влиянии на эффективность системы охлаждения с точки зрения массогабаритных, конструктивных, тепловых и других технико-экономических характеристик. Расчеты показали целесообразность применения СКО для РЭА, эксплуатируемой в условиях с высокими тепловыми нагрузками

10 По результатам проведенных исследований сформулирован ряд рекомендаций по тепловому проектированию электронных блоков в герметичных корпусах с СКО, определению температурных режимов их работы, выбору параметров системы охлаждения и способу ее реализации на этапах эскизного проектирования На основе разработанной ММ на языке программирования «Delphi 7» написана программа теплового расчета исследуемых систем, позволяющая анализировать тепловой режим разрабатываемой РЭА на этапе выдачи ТЗ и эскизного проектирования, а также оценивать эффективность завершенной конструкции

11 Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие правомочность разработанных ММ. Отклонения между расчетными данными и результатами экспериментов не превышают 9% для стационарного режима работы и 13% для нестационарного, в диапазоне измерений

12 Результаты проведенных исследований, научные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы реализованы при проектировании изделий нового поколения бортовой авиационной РЭА.

IV ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Научные статьи

1 Полушкин А В Эффективная теплопроводность элементов электронного блока с кондуктивным теплоотводом Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях межвузовский сборник научных трудов -СПБ , СПГУВК,-2005, Вып 6 - С. 128-133

2 Полушкин А В. Нестационарное температурное поле электронного блока с кондуктивным теплоотводом Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях межвузовский сборник научных трудов -СПБ ; СПГУВК,-2005, Вып. 6 - С 133-139

3. Полушкин А В Тепловое сопротивление контакта между элементами конструкции систем кондуктивного охлаждения Автоматизация, информатизация, инновация в транспортных системах Сборник научно-технических статей СПб СПГУВК,-2006,Вып 1 -С 129-134.

4 Полушкин А В Практические рекомендации по тепловому проектированию электронного блока с системой кондуктивного охлаждения Автоматизация, информатизация, инновация в транспортных системах Сборник научно-технических статей. СПб СПГУВК, -2006, Вып 1 - С 135-141

5 Полушкин А В, Жук А В Рациональное проектирование систем кондуктивного охлаждения электронных блоков бортового оборудования Радиоэлектроника Известия вузов России. СПб: Электротехнический Университет им В И Ульянова (Ленина), 2006, - Вып 5 - С 47-56

6 Полушкин А В Расчет проводимости элементов кондуктивного теплоотвода электронных блоков Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях межвузовский сборник научных трудов - СПБ , СПГУВК,-2006,Вып 8 -С 110-116

Материалы научно-технических конференций 7. Полушкин А В Эффективность кондуктивного теплоотвода блоков с герметичным корпусом Материалы «Четвертой международной школе-семинаре «Внутрикамерные процессы, горение и газовая динамика дисперсных систем», секция «Газовая динамика, тепломассообмен и теплозащита», Санкт-Петербург, 2004г

8 Полушкин А В Кондуктивный теплоотвод блоков в герметичном корпусе Материалы международной научно-практической конференции «Радиоэлектронные системы XXI век», Санкт-Петербург, 2004г

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации» 197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул , 14 Тел (812) 233 4669 объем 1 п л Тираж 100 экз

Введение.

Глава 1. Обзор литературы и постановка задач исследования.

1.1. Способы охлаждения радиоэлектронной аппаратуры.

1.2. Условия работы радиоэлектронной аппаратуры на борту летательного аппарата.

1.3. Обзор опубликованных результатов исследований систем кондуктивного охлаждения.

1.4. Обзор методов расчета систем кондуктивного охлаждения.

1.5. Постановка задач исследования.

1.6. Выводы к главе 1.

Глава 2. Математическая модель электронного блока в герметичном корпусе с кондуктивным отводом тепла.

2.1. Математическая модель стационарного теплового режима.

2.1.1. Тепловая модель системы кондуктивного охлаждения.

2.1.2. Температурное поле пластины с локальным источником тепла.

2.1.3. Теплопроводность многослойной печатной платы с теплоотводящими слоями.

2.1.4. Эффективная теплопроводность пластины с пазами на основных поверхностях.

2.1.5. Тепловое сопротивление между элементами системы.

2.1.6. Определение абсолютных температур в расчетных точках системы

2.2. Термическая инерция блока в герметичном корпусе с системой кондуктивного охлаждения.

2.3. Выводы к главе 2.

Глава 3. Экспериментальные исследования температурного режима радиоэлектронной аппаратуры в герметичном корпусе с системой кодуктивного охлаждения.

3.1. Экспериментальные исследования влияния величины массового расхода охлаждающего воздуха на температурный режим блока

3.2. Результаты экспериментальных исследований.

3.3. Оценка погрешности измерений.

3.4. Выводы к главе 3.

Глава 4. Параметрические исследования влияния различных факторов на эффективность системы кондуктивного охлаждения.

4.1. Определение параметрических границ исследования.

4.2. Влияние конструктивных параметров многослойной печатной платы с теплоотводящими слоями на ее теплопроводность.

4.3. Зависимость эффективной теплопроводности пластины с пазами на основных поверхностях от параметров пазов.

4.4. Исследование зависимости величины контактного термического сопротивления от условий контакта.

4.5. Исследование влияния конструктивных факторов на температурный режим блока в герметичном корпусе с системой кондуктивного охлаждения.

4.6. Рекомендации по проектированию электронных блоков в герметичном корпусе с системой кондуктивного охлаждения.

4.7. Выводы к главе 4.

Радиоэлектронные комплексы (РЭК) играют сегодня большую роль во всех областях науки и техники, а их отказы способны вывести из строя весьма серьезные системы, эксплуатируемые в очень жестких режимах работы, в том числе климатических.

Объект исследования. Объектом исследований в данной работе является бортовая радиоэлектронная аппаратура (РЭА) в герметичном корпусе с системой кондуктивного охлаждения (СКО), размещаемая в составе изделий авиационной техники и предназначенная для тяжелых условий эксплуатации.

Актуальность проблемы. Современные технические устройства все более насыщаются РЭА различного назначения. Это приводит к усложнению РЭА, увеличению числа входящих в нее элементов, совершенствованию элементной базы при постоянном стремлении максимально снизить габариты и массу аппаратуры. Энергетический коэффициент полезного действия радиоэлементов, как правило, невелик, и значительная доля энергии питания превращается в тепловую, вызывая перегрев элементов и аппаратуры. В широких пределах могут меняться условия эксплуатации, в том числе и температура окружающей аппаратуру среды. Оговоренный в технических условиях на большинство радиоэлементов диапазон рабочих температур сравнительно мал, а работа элементов вне этого диапазона обычно приводит к значительному снижению их надежности и соответственно к снижению надежности аппаратуры в целом. Необходимого (нормального) температурного режима работы элементов РЭА можно добиться применением специальных методов охлаждения.

На конструкцию РЭК существенно влияют не только способы охлаждения, но и параметры системы охлаждения, поэтому их нужно выбирать на ранней стадии проектирования. Обзор публикаций в отечественной и зарубежной литературе, посвященных СКО, показывает заинтересованность некоторых фирм и научных коллективов в исследовании влияния различных факторов на их эффективность. Однако теоретические и экспериментальные исследования проводятся лишь для отдельных составляющих этих систем. Имеющиеся многочисленные методики теплового расчета СКО являются либо излишне упрощенными и дающими большую погрешность вычислений, либо осложнены огромным количеством исходных данных, трудностью построения математической модели и значительными затратами времени на расчет. Не смотря на все более широкое применение СКО в спецтехнике, на сегодняшний день не существует четко сформулированных рекомендаций и методик их теплового проектирования как единого целого. Так же остается открытым вопрос о возможности выбора на ранней стадии проектирования параметров системы охлаждения, а значит и получения конструкции блока в целом с наиболее рациональными массогабаритными, конструктивными, тепловыми и другими технико-экономических характеристиками.

Актуальность рассматриваемой в работе проблемы непосредственно связана с необходимостью всестороннего исследования и анализа влияния условий эксплуатации и конструктивных особенностей отдельных элементов на эффективность СКО как единого целого. Применение рационально спроектированных СКО позволит решить задачу температурной стабилизации, а значит, и повышения надежности РЭА, эксплуатируемой в экстремальных условиях с высокими тепловыми нагрузками.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы является улучшение эксплуатационных параметров, таких как надежность, массогабаритные характеристики и энергозатраты на обеспечение принудительного обдува бортовой РЭА в герметичном корпусе по средством повышения эффективности СКО.

В связи с этим возникает ряд практически важных задач:

1. разработка математической модели (ММ) и методики теплового расчета блока в герметичном корпусе с СКО при работе в стационарном и нестационарном режимах;

2. исследование и анализ влияния условий эксплуатации и конструктивных особенностей корпуса блока и электронных узлов на температурный режим теплонагруженных элементов;

3. проведение комплекса экспериментальных исследований с целью проверки адекватности разработанной математической модели практике;

4. формулировка рекомендаций по проектированию наиболее рациональных конструкций блоков и узлов с точки зрения их массогабаритных, тепловых и технико-экономических характеристик;

5. разработка расчетной программы для ЭВМ, позволяющей на ранних стадиях проектирования оценивать тепловое состояние элементов блока.

В диссертационной работе рассматриваются различные конструктивные и компоновочные решения блоков и СКО, позволяющие осуществить процесс отвода тепла от элементов РЭА в герметичном корпусе.

Методы исследования. Математическая модель стационарного режима работы СКО строится исходя из необходимости анализа теплового состояния элементов конструкции корпуса блока и его узлов, определяемого на основе исследования температурного поля системы пластин с дискретными источниками и стоками тепловой энергии, соединенных между собой и имеющих теплообмен друг с другом и окружающей средой. Для этого определяются величины источников и стоков на каждой из пластин, значения контактных тепловых сопротивлений между ними, определяется характер и интенсивности их теплообмена с окружающей средой при заданных условиях. Для решения поставленной задачи используется дифференциальное уравнение теплопроводности для ограниченной пластины с дискретным источником тепловой энергии, метод поэтапного моделирования, принцип суперпозиций температурных полей, принцип местного влияния, и основные закономерности кондуктивного, конвективного, лучистого и контактного теплообмена. Задача решается методом последовательных приближений.

Для анализа нестационарного теплового режима работы блока используются основные закономерности регулярного процесса нагревания системы тел с источниками энергии, основанные на теоремах Г.М. Кондратьева. При этом электронный блок упрощенно представляется в виде составного тела, состоящего из ядра, тонкого зазора и наружной оболочки, на поверхности которой происходит теплообмен с окружающей средой.

Основными критериями, определяющими эффективность того или иного решения, являются: снижение температуры корпусов тепловыделяющих элементов до допустимых значений; улучшение массогабаритных характеристик блока в целом; снижение энергозатрат на обеспечение принудительного обдува.

Результаты теоретических исследований подтверждены серией экспериментов, проведенных для изделия, находящегося на этапе опытного производства в рамках НИОКР.

Научная новизна. В диссертационной работе защищаются следующие положения представляющую научную новизну:

1. разработана математическая модель и методика теплового расчета стационарного и нестационарного режимов работы РЭА в герметичном корпусе с СКО, учитывающая разнообразие конструктивных исполнений и разветвленность тепловых связей;

2. получена зависимость для определения эффективной теплопроводности многослойной печатной платы (Ml Ш) с теплоотводящими слоями и сквозными металлизированными отверстиями в зонах источника и стока тепловой энергии;

3. получено выражение для определения значений теплопроводности вдоль основных координатных осей пластины, на поверхностях которой, имеются геометрические неоднородности в виде пазов;

4. исследовано и определено влияние условий эксплуатации, конструктивных и компоновочных факторов на температурный режим работы РЭА в герметичном корпусе и на эффективность СКО.

Практическая ценность. Практическая значимость выполненных исследований состоит в следующем:

1. Разработаны теоретические основы, принципы построения ММ и методика расчета, позволяющие всесторонне анализировать влияние конструктивных параметров СКО на температурный режим РЭА в герметичном корпусе.

2. Проведенные исследования позволяют правильно оценивать возможности СКО, целенаправленно и обоснованно выбирать их параметры для обеспечения требуемого температурного режима РЭА при заданных условиях эксплуатации.

3. На основании результатов исследований разработаны практические рекомендации по оптимизации параметров, режимов работы и использованию СКО при различных условиях эксплуатации с учетом тепловых нагрузок, массогабаритных характеристик и других показателей РЭА на этапе эскизного проектирования.

4. Разработано информационно-программное обеспечение для теплового моделирования и исследования СКО.

Основные новые результаты, выносимые на защиту.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. аналитическая зависимость для определения эффективной теплопроводности Ml 111 с теплоотводящими слоями, и сквозными металлизированными отверстиями в зоне источника и стока тепла;

2. аналитическая зависимость для определения эффективной теплопроводности пластины, на поверхностях которой, имеются геометрические неоднородности в виде пазов;

3. математическая модель и методика расчета стационарного теплового режима электронного блока в герметичном корпусе с СКО;

4. математическая модель и методика расчета РЭА в герметичном корпусе с СКО при работе в нестационарном тепловом режиме;

5. результаты и системный анализ параметрических и экспериментальных исследований влияния условий эксплуатации и конструктивных параметров на температурный режим РЭА и эффективность СКО;

Содержание работы по главам.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель, основные задачи, объект и предмет исследования. Показана научная новизна и практическая значимость выполненной работы. Приведены основные положения, выносимые на защиту и примеры практического использования результатов диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены различные способы охлаждения и термостабилизации современной РЭА. Произведен обзор и анализ опубликованных результатов исследований по данному направлению. Дан краткий обзор и анализ методов расчета СКО.

Во второй главе обосновывается и разрабатывается методика теплового расчета и описывается математическая модель СКО электронного блока в герметичном корпусе при стационарном и нестационарном режимах работы. Выдвигается и обосновывается ряд допущений, позволяющих без существенного снижения точности расчета, значительно упростить построение математической модели.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию СКО тепловыделяющих элементов РЭА в герметичном корпусе. Выполнена оценка погрешности полученных результатов. По результатам экспериментальных исследований сделан вывод о правильности разработанной ММ и правомочности принятых допущений при ее создании.

Глава 4. В данной главе приведены результаты численного эксперимента, проведенного на базе разработанной математической модели. Проведено всестороннее исследование влияния различных факторов на эффективность СКО. Сделаны выводы по степени влияния различных факторов на тепловой режим рассматриваемой системы. Обозначены наиболее рациональные границы изменения различных конструктивных параметров, дающие наибольший эффект с точки зрения эффективности СКО. Сформулированы практические рекомендации по проектированию РЭА в герметичном корпусе с СКО.

В заключении подведены итоги исследования и обозначены основные результаты. Сделан вывод о достижении поставленной цели и решении всех задач исследовательской работы.

Полученные результаты исследований нашли практическое применение при проектировании изделий нового поколения на предприятии. Отдельные разработки при непосредственном участии автора испытаны и внедрены в серийное производство. Внедрение разработанных методик и результатов работы улучшило тактико-технические характеристики, эффективность и надежность устройств, в которых применялись СКО, что позволило достичь существенного экономического эффекта.

Диссертация подводит итог комплексу исследований, выполненных автором за последние три года на ЗАО «Котлин-Новатор» ХК «Ленинец».

4.7. Выводы к главе 4

Определены границы исследования. Проведены параметрические исследования влияния различных факторов на эффективность СКО. Исследовано влияние конструктивных параметров МПП с теплоотводящими слоями (количества, относительной толщины и глубины расположения теплоотводящих слоев, степени металлизации зон источника и стока тепла) на ее теплопроводность. Составлены универсальные графические зависимости для платы толщиной 1мм с теплоотводящими слоями, а так же для случая, когда для организации кондуктивного теплоотвода в узле блока помимо внедрения в печатную плату слоев меди используется еще и внешний теплоотвод. Исследована зависимость эффективной теплопроводности металлической пластины с геометрической неоднородностью на основных поверхностях от параметров неоднородности. Проанализирована зависимость величины контактного термического сопротивления от условий контакта. Проведено всестороннее исследование влияния различных факторов на эффективность СКО. Сделаны выводы по степени влияния различных и факторов на тепловой режим рассматриваемой системы. Обозначены наиболее рациональные границы изменения различных конструктивных параметров, дающие наибольший эффект с точки зрения эффективности СКО. На основании анализа результатов параметрических исследований сформулированы основные практические рекомендации по проектированию РЭА в герметичном корпусе с СКО.

Заключение

В соответствии с поставленными целями и задачами данной работы решена важная научно-практическая проблема разработки ММ и методики расчета СКО, исследования влияния внешних факторов, конструктивных особенностей электронных узлов и корпуса блока с КТ на температурный режим теплонагруженных элементов.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Получено аналитическое выражение для определения эффективной теплопроводности многослойной печатной платы с дополнительными теплоотводящими слоями и металлизированными отверстиями в зонах источников и стоков тепла.

2. Разработано выражение для расчета эффективной теплопроводности стенок блока вдоль основных координатных осей, как пластин с различными видами геометрической неоднородности на основных поверхностях в виде пазов и ребер.

3. Построена ММ электронного блока в герметичном корпусе с СКО, учитывающая особенности конструкции, способ охлаждения поверхности блока, воздействие внешних факторов и описывающая работу системы охлаждения при стационарном и нестационарном режимах. На основе разработанной ММ проведен ряд параметрических исследований (численных экспериментов). ММ стационарного режима работы системы кондуктивного охлаждения построена на основе численного анализа температурного поля системы пластин с дискретными источниками и стоками тепловой энергии, соединенных между собой определенным образом и имеющих теплообмен друг с другом и окружающей средой. ММ учитывает разнообразные компоновочные схемы электронных блоков и способы реализации кондуктивного теплоотвода тепловыделяющих элементов блока. ММ, описывающая нестационарный тепловой режим электронного блока построена на основе анализа основных зависимостей регулярного процесса нагревания (охлаждения) для системы тел с источниками тепловой энергии, полученных исходя из основных теорем Г.М. Кондратьева. При этом использовалось упрощенное представление блока в виде тела, состоящего из ядра, имеющего заданное значение теплоемкости; тонкого зазора с конечной тепловой проводимостью; наружной оболочки с заданной теплоемкостью, на поверхности которой происходит теплообмен с окружающей средой.

4. Создана методика расчета теплового режима блока с системой кондуктивного охлаждения, учитывающая особенности конструкции, способ охлаждения поверхности блока и воздействие внешних факторов.

5. Для указанной системы отвода тепла, на основе анализа результатов параметрических исследований, построены зависимости максимальной абсолютной температуры корпусов тепловыделяющих элементов при стационарном и нестационарном режимах от внешних факторов - условий эксплуатации изделия и от конструктивных параметров системы:

- особенностей и способа реализации теплостока в узлах (дополнительные теплоотводящие слои в структуре МПП, металлическое основание для МПП, внешний теплоотвод или теплоотводящие шины);

- компоновки блока и построения системы охлаждения (ориентация и количество узлов, количество охлаждаемых стенок, направление подачи, температура и массовый расход охлаждающего воздуха, наличие или отсутствие принудительного обдува);

- уровня выделяемой блоком мощности;

- теплофизических свойств материалов, и др.

6. Исследовано влияние условий контактного теплообмена - чистоты обработки поверхности, усилия сжатия, наличие и свойства наполнителей, а так же прочностных свойств материала на величину тепловой проводимости зоны контакта двух поверхностей.

7. Выявлено влияние параметров геометрических неоднородностей на основных поверхностях пластины на величину эффективной теплопроводности в направлении основных координатных осей.

8. Исследовано влияние количества, толщины и глубины расположения теплоотводящих слоев и степени металлизации зон источников и стоков тепла на теплопроводность Ml ill.

9. Проведен анализ целесообразности и условий применения тех или иных конструктивных решений и параметров системы, сделан вывод об их влиянии на эффективность системы охлаждения с точки зрения массогабаритных, конструктивных, тепловых и других технико-экономических характеристик. Расчеты показали целесообразность применения СКО для РЭА, эксплуатируемой в экстремальных условиях с высокими тепловыми нагрузками.

10. По результатам проведенных исследований сформулирован ряд рекомендаций по тепловому проектированию электронных блоков в герметичных корпусах с системой кондуктивного охлаждения, определению температурных режимов их работы, выбору параметров системы охлаждения и способу ее реализации на этапах предварительного эскизного проектирования. На основе разработанной ММ на языке программирования «Delphi 7» написана программа теплового расчета исследуемых систем, позволяющая анализировать тепловой режим разрабатываемой РЭА на этапе выдачи ТЗ и эскизного проектирования, а также оценивать эффективность завершенной конструкции.

11. Проведены экспериментальные исследования охлаждающих систем, которые подтвердили правомочность разработанных математических моделей. Отклонения между расчетными данными и результатами экспериментов не превышали 9 % для стационарного режима работы и 13% для нестационарного, в диапазоне измерений.

12. Результаты проведенных исследований, научные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы реализованы при проектировании изделий нового поколения бортовой авиационной РЭА, которые в период с 2002 по 2006 гг. которые успешно прошли испытания всех уровней и внедрены в серийное производство на:

• ЗАО «Котлин-Новатор» - при разработке программируемого сигнального процессора Ц551ИМ; универсальной бортовой вычислительной машины БС2515 для пилотажных авиационных комплексов и бортовых радиолокационных станций экспортных поставок самолетов Су-ЗОМКИ; блока процессорного и устройства ввода-вывода для пилотажно-навигационных комплексов самолетов Ил76-МД и Ил 76-МФ.

• ОАО "Завод "Радиоприбор" - при разработке и изготовлении вычислительного блока для доплеровского измерителя скорости и сноса вертолета ДИСС-15 и ДИСС-32-90А.

• ОАО "НЛП "Конверсия" - при разработке приемопередающего модуля для радиорелейной станции «РЭСКОМ-15».

• ОАО "НПП "Радар-ММС" - при разработке модуля обработки активных радиолокационных головок самонаведения АРГС-35Э и АРГС-54э.

Совокупность результатов проведенных исследований позволяет использовать их в качестве научной основы в дальнейшем при исследовании и создании СКО для отвода тепла и термостабилизации РЭА. Также результаты выполненной работы могут получить дальнейшее развитие при создании новых методов расчета подобных систем в смежных областях науки и техники, т.к. разработанная методика теплового расчета после адаптационной доработки может применяться или использоваться как основа для расчета аналогичных рассмотренным в данной работе технических систем, где используется метод кондуктивного теплоотвода.

Необходимость продолжения работ в этом направлении подтверждается растущей заинтересованностью фирм-потребителей на внутреннем и международном ранках в использовании РЭА в герметичных корпусах с СКО в составе бортовых авиационно-космических радиоэлектронных комплексов и в других областях современной военной и гражданской техники.

1. Автоматизация теплового проектирования микроэлектронных устройств средствами САПР / Коваль В.А., Федасюк Д.В., Маслов В.В. и др. — Львов: Вища школа, 1988. - 296с.

2. Агапова М.Г. Характеристики теплоотводов для полупроводниковых приборов, работающих в различных условиях эксплуатации // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общетехническая. 1971. - вып. 12. - С. 3-10.

3. Акаев А.К., Дульнев Г.Н. Обобщение метода JI.B. Канторовича применительно к краевым задачам теплопроводности. // Инженерно-физический журнал. 1971. - т.21, №3. - С. 45-53.

4. Аксенов А.И., Глушкова Д.Н., Иванов В.И. Отвод тепла в полупроводниковых приборах. М.: Энергия, 1971. - 384с.

5. Алексеев В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. М.: Энергия, 1975. - 165с.

6. Анализ температурных полей МЭА с помощью объемных конечных элементов / Спокойный Ю. Е., Савин Н. В., Сибиряков В. В. и др.// Инженерно-физический журнал. —-1987. — Т. 52, № 1. С. 23-30.

7. Анализ тепловой модели контактного теплообмена шероховатых поверхностей / Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П., Кузнецов Ю.В. и др. // Инженерно-физический журнал. — 1980. — Т. XXXVIII, № 3. С. 33-40.

8. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. -Киев: Наукова думка, 1979. 212с.

9. Архангельский А.Я. Приемы программирования в Delphi. М: ООО «Бином-Пресс», 2004. - 848 с.

10. А.с. 438155 (СССР) Устройство для охлаждения / Барабаш М.Б., Моисеев А.В., Новицкая Т.И., Чефранов А.С., Янковский В.Н.—Бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки», №28,1974.

11. А.с. 1367731 (СССР) Устройство для стабилизации температуры нескольких объектов на различных температурных уровнях /Наер В.А., Хирич А.Я., БелозороваЛ.А., КотюковЮ.Д./Б.И. №22, 1985.

12. А.с. 1624565 (СССР) кл. HOI L 23/36, Н05 К 7/20. Теплопроводящая; паста / Гува А. Я. // Открытия. Изобретения. — 1991. — № 4.

13. А.с. 1751868 (СССР) Способ термостатирования высокотемпературных электрорадиоэлементов и устройство для его осуществления. /Рожевецкий А.В., Ким Н.А./ Б.И. № 28, 1992.

14. А.с. 1786697 (СССР) Охладитель для мощных полупроводниковых приборов. /Наконечный В.Ф. / Б.И. № 1, 1993 .

15. А.с. 1812648 (СССР) Способ охлаждения функциональных элементов радиоэлектронной аппаратуры, расположенных на плате. /Автухов В.В., Голонов СИ., Игнатьев Г.Ф., Семенов А.В., Тихонов В.П./ Б.И. № 16, 1993.

16. А.с. 2161385 (РФ) Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектроники большой мощности /Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Гаджиев Х.М., Юсуфов Ш.А./ Б.И. №36, 2000.

17. Байтч Э. и др. Алмазные теплоотводы для твердотельных приборов // Зарубежная радиоэлектроника. — 1971. — № 6. С. 45-54.

18. Барабаш М.Б., Кайданов А.И., Янковский В.Н. Анализ конструкторско-технологических и тепловых характеристик разъемных тепловых соединений для систем охлаждения перспективной РЭА // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО. 1979. - вып. 1. - С. 64-73.

19. Берд М.Р. Сверхбыстродействующие интегральные логические схемы на токовых переключателях // Электроника. 1968, № 21. - С. 52-58.

20. Берд М.Р. и др. Явления переноса. М.: Химия, 1974. - 311с.

21. Бодаев А.Д. и др. Моделирование теплового режима корпусных микросборок с помощью ЭВМ // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1984.-вып. 2.-С. 3-10

22. Боскис И.А. Гиделевич В.Б. К расчету стационарных температурных полей в элементах и узлах микроэлектронной РЭА // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1986. - вып. 2. - С. 3-11.

23. Брусницын П.С., Кораблев В.А. Шарков А.В. Применение термоэлектрических элементов в системах охлаждения. // Изв. Вузов. Приборостроение, 2000, №3. - С. 67-71.

24. Бутько Е.Ф., Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г. Реализация обобщенной тепловой модели радиоэлектронного аппарата численным методом. // Инженерно-физический журнал. 1981. - Т.40, №5 - С. 876-882.

25. Васильев JI. А., Белых 3. П. Алмазы, их свойства и применение. — М: Недра, 1983.289с.

26. Вессельман С.Г. и др. Методика выбора конструкции герметических РЭА по результатам теплового расчета // Приборы и системы автоматики, Харьков Изд. Харьковского гос. ун-та. 1969. - вып. 10. - С. 98-112.

27. Волохов В.А. и др. Системы охлаждения теплонагруженных радиоэлектронных приборов. М.: Сов. радио, 1975. - 234с.

28. Галактионов В.В., Исаев Е.П. Исследование системы терморегулирования с переменной величиной контактной теплопроводности // Труды МЭИ. Теплообменные процессы и аппараты. 1975. - вып. 268. - С. 134-143.

29. Гидалевич В.Б., Мироненко Ю.П., Трофимов В.Е. Давыдов В.Ф. Использование кондуктивных теплостоков при естественном воздушном охлаждении // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1980. - вып. З.-С. 62-71.

30. Голощапов В.Н., Курская Н.М., Мацевитый Ю.М., Цаканян О.С., Интенсификация теплообмена в платах микросборок РЭА // Вопрпосы радиоэлектроники. Сер. ТОиР. 1993. - вып. 2. - С. 23-29.

31. Гольдфарб Э.М. Теплотехника металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967.-456с.

32. ГОСТ 10317—79. Платы печатные. Основные размеры. М.: Изд-во стандартов, 1981.- 16с.

33. ГОСТ 12863-67 Аппаратура радиоэлектронная. Основные размеры блоков. М.: Изд-во стандартов, 1978. - 12с.

34. ГОСТ 19783 74. Паста кремнийорганическая теплопроводная. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - Юс.

35. ГОСТ 23751—86. Платы печатные. Основные параметры конструкции. -М.: Изд-во стандартов, 1998. 16с.

36. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 18с.

37. ГОСТ В15.210-78. СРПП ВТ. Испытания опытных образцов изделий. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 20с.

38. ГОСТ В15.211-78. СРПП ВТ. Порядок разработки программ и методик испытаний опытных образцов изделий. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 18с.

39. ГОСТ РВ20.39.302-98. КСОТТ. Требования к программам обеспечения надёжности и стойкости к воздействию ионизирующих и электромагнитных излучений. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 16с.

40. ГОСТ РВ20.57.306-98. КСКК. Методы испытаний на воздействие климатических факторов. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 10с.

41. Гува А. Я. Снижение термического сопротивления «корпус мощного 111111 — теплоотвод» с помощью припоев и диффузйонно-твердеющих паст // Техника средств связи. Сер. ТПО. — 1988. — вып. 2. С. 78-85.

42. Гува А .Я. Металлическая паста для контактного теплообмена // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1992. - вып. 2. - С. 42-45.

43. Гува А.Я. Способ интенсификации отвода тепла от полупроводниковых приборов// Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОБР. — 1988. — вып. 3. С. 12-20.

44. Давыдов В.Ф. Мироненко Ю.П. О теплопроводности многослойных печатных плат // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1976. - вып. 2. -С. 54-61.

45. Давыдов В.Ф., Евдокимов Л.В., Мироненко Ю.П., Сиротенко О.В., Трофимов В.Е. Тепловой разъем для ячеек с кондуктивным охлаждением //Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1981. - вып. 1. С. 24-27.

46. Демкин Н.Б. Фактическая площадь касания твердых поверхностей. М.: Издательство АН СССР, - 1962. - 111с.

47. Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высшая школа, 1984. - 256с.

48. Дульнев Г.Н. Теплообмен в радиоэлектронных устройствах. M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. - 247с.

49. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Д.: Энергия, 1974. - 261с.

50. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П., Польщиков Б.В. Исследования контактных тепловых сопротивлений в механических соединениях // Изв. вузов. Приборостроение, 1974. - т. 17, № 6. - С. 345-352.

51. Дульнев Г.Н., Кондратьев B.C. Тепловой режим двухзонного кассетного РЭА в условиях естественной конвекции // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1972. - вып. 2. - С. 67-81.

52. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. - 312 с.

53. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высшая школа, 1990.-207 с.

54. Дульнев Г.Н., Польщиков Б.В. Стационарный тепловой режим электронного аппарата с комбинированным охлаждением // Труды ЛИТМО, 1976. С. 434-441.

55. Дульнев Г.Н., Польщиков Б.В. Температурное поле пластины с дискретным источником энергии // Инженерно-физический журнал, -1975.- т.29, №4. С. 234-239.

56. Дульнев Г.Н., Полыциков Б.В. Тепловой режим радиоэлектронного аппарата с твердыми теплостоками // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО,- 1973.-вып. 1.-С. 29-35.

57. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронной аппаратуре. JL: Энергия, 1968. - 282с.

58. Дульнев Г.Н., Сергеев О.А., Сигалов А.В. Расчет теплового режима и проектирование блоков РЭА с кондуктивными теплостоками // Известия ВУЗов. Приборостроение, 1987. - т. 30, № 11. - С. 82-87.

59. Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. JL: Энергия, 1971. - 248с.

60. Жук А.В., Полушкин А.В. Рациональное проектирование систем кондуктивного охлаждения электронных блоков бортового оборудования // Известия вузов России. Радиоэлектроника. СПб.: ЛЭТИ, 2006, - Вып. 5.-С. 47-56.

61. Зарубин B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности. -М.: Энергоатомиздат, 1983 328с.

62. Зарубин B.C. Тампературные поля в конструкции летательных аппаратов: методы расчета. -М., Машиностроение 1978. 184с.

63. Захаров А.Л. Асвадурова Е.И. Расчет тепловых параметров полупроводниковых приборов: метод эквивалентов. -М.: Радио и связь, 1983.-184 с.

64. Зигель Р. Хауэлл Дж. Теплообмен излучением: Пер. с англ. М.: Мир, 1975.-936 с.

65. Исакеев А.И. и др. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов. Л.: Энергоиздат, 1982.-298с.

66. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. М., Энергия, 1975, - 488с.

67. Исследование тепловых характеристик РЭА методом математического моделирования / В.В. Гольдин, В.Г. Журавский, В.Н Коваленок. Под ред. П.С. Сарафанова. М.: Радио и связь, - 2003. - 456с.

68. Калафти Д.Д., Попасов В.В. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 186с.

69. Калинин Э.К. и др. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1981. - 346с.

70. Калинин Э.К., Ярхо С.А. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоиздат, 1998. - 368 с.

71. Каменецкая В.В., Кошкин В.В., Рзников В.И. Нестационарный тепловой режим герметичного радиоэлектронного блока на полупроводниковых микросхемах в условиях фазового перехода хладагента // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1970. - вып.1. - С. 63-68.

72. Канторович JI.B. Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. -M.-JL: Физматгиз, 1962. 708с.

73. Карапетян A.M., Мелик-Алавердян Г.С. К расчету температуры многослойных печатных плат в блоке // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО. 1971. - вып. 1. - С. 45-49.

74. Кирпиченков В.И., Нагиев В.А. Петросян Э.А., Сергунин А.В., Черняев В.Н. Термоэлектрический метод охлаждения радиоэлектронных устройств // Электронная промышленность, 1974. - №4. С. 213-221.

75. Коваленко JI.M., Глушков А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. -М.: Энергоатомиздат, 1986. -412с.

76. Коздоба JI.A. Принцип эквивалентности в теории теплопроводности // Теплообмен-VII. Матер. VII Всесоюзн. конф. по тепломассообмену. — Минск, 1984. — Т. 7 Теплопроводность. - С. 156-163.

77. Коздоба JI.A., Круковский П.Г. Методы решения обратных задач теплопереноса. — Киев: Наукова думка, 1982. 276с.

78. Коздоба JI.A., Мудриков В.Н. Применение принципа эквивалентности для моделирования температурных полей радиоэлектронных блоков // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1992. - вып. 3-4. - С. 95-99.

79. Коздоба J1.A., Мудриков В.Н. Решение внутренней обратной задачи для объемного анизотропного тела // Инженерно-физический журнал — 1989. — Т. 56, № 3. С. 156-162.

80. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. Л.: Наука, 1967.-146с.

81. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехтеориздат, 1954.-408с.

82. Кофанов Ю.Н. Синярев Г.Б. Моднлирование тепловых процессов при проектировании, испытаниях и контроле качества радиоэлектронных средств. М.: МГИЭМ, 1998. - 287с.

83. Краус А.Д. Охлаждение электронного оборудования. М.: Энергия, 1971. -189с.

84. Курепин В.В. Контактные термические сопротивления (КТС) при теплофизических измерениях // Инженерно-физический журнал. — 1982. — т. 10, №2.-С. 234-241.

85. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Наука. Сибирское отд-е, 1970. - 385с.

86. Лаврентьев М.М. и др. Многомерные обратные задачи для дифференциальных уравнений. Новосибирск: Наука, 1969. - 321с.

87. Лукишкер Э.М. и др. Термоэлектрические охладители. М.: Радио и связь, 1986.-242с.

88. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. - 276с.

89. Майко И.М., Детинов Ю. М., Синотин A.M. О теплофизическом конструировании одноблочных радиоэлектронных аппаратов с заданным тепловым режимом//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1974. -вып. 1.-С. 31-35.

90. Майко И.М., Синотин А.М. Экспериментальное определение эффективной теплопроводности нагретых зон радиоэлектронных аппаратов // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО, 1972. - вып. 2. - С. 45-49.

91. Майоров А.В. Выявление причин отказов авиационного оборудования. -М.: Транспорт, 1996.-270с.

92. Макаров О.Ю., Кофанов Ю.Н. Сквозное тепловое проектирование в интегрированных САПР микроэлектронных устройств. М.: Радио и связь, 1999.-265с.

93. Мартыненко О.Г., Петров В.И. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен. М.: Энергия, 1991. - 224с.

94. Мироненко Ю.П., Давыдов В. Ф., Кайдаш Е.В., Кротов П. Е Трофимов В.Е. Повышение тепловой проводимости контактных соединений в несущих конструкциях узлов и блоков РЭА // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО. 1977. - вып. 3. - С. 29-34.

95. Мироненко Ю.П., Давыдов В.Ф., Трофимов В.Е. Оценка целесообразных значений термической проводимости кондуктивных теплостоков в ячейках и блоках РЭА // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО. 1979. - вып. 2. - С. 54-61.

96. Мироненко Ю.П,, Давыдов В.Ф., Кайдаш Е.В, Кротов П.Е., Трофимов

97. B.Е. Повышение тепловой проводимости контактных соединений в узлах и блоках РЭА // Вопросы радиоэлектроники. Сер ТРТО. 1977. - вып. 3.1. C. 23-28.

98. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М. Энергия, 1973. -392с.

99. Мичай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. -Л.: Энергия, 1980.- 168с.

100. Моделирование температурного режима радиоэлектронных устройств на основе методов осреднения / Саламатин А.Н., Чугунов В.А., Ярцев О.В. и др. // Инженерно-физический журнал. 1990. — т. 59, № 4. -С. 123-129.

101. ЮО.Мурахвер А.С, Хасьянов В.М. Теплоотдача плоской вертикальной поверхности в замкнутом объеме // Труды Самаркандского ун-та. -1975.-вып. 275.-С. 221-225.

102. Мучник Г.Ф., Рубашов И.Б. Методы теории теплопроводности. 4.1. Теплопроводность М.: Высшая школа, 1970 - 286 с.

103. Нечепаев С.П. Методика расчета теплового режима пыле- и брызгозащищенного блока кассетной конструкции с кондуктивно-воздушной системой охлаждения: Деп. рукопись № ДР0707//С6. реф. НИОКР. Сер. РТ. — 1987. — № 47.

104. ЮЗ.Нечепаев С.П., Дячина В.Ф. Некоторые конструктивные способы уменьшения термического сопротивления печатных плат с кондуктивными теплостоками // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1991. - вып. 4. - С. 67-72.

105. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 154с.

106. Обеспечение нормального теплового режима нелинейных элементов /

107. B.И. Егоров, Ю.Э. Камач, В.М. Овчинников, В.Г. Парфенов. Оптико-механич. Промышленность. 1983. - №8. -с.8-10.

108. Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники / Чернышев А.А., Иванов В.И., Аксенов А.И. и др. — М.: Энергия, 1980.1. C. 234с.

109. Овсищер П.И. и др.; под ред. Высотского Б.Ф., Пестрякова В.Б., Пятлина О.А. Компоновка и конструкции микроэлектронной аппаратуры: Справочное пособие. М.: Радио и связь, 1982 - 208с.

110. Определенное И.Н., Городин Е.М., Курчев И.А. Устройства охлаждения современных быстродействующих ЭВМ // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО.-1979-вып. 1. С. 31-36.

111. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. Метод расчета термоэлектрических холодильников в режиме минимальной потребляемой мощности. В кн.: Термоэлектрическое охлаждение. М.: Энергия, 1973. - 234.

112. Осипов Э.В. Твердотельная криогеника. Киев: Наукова думка, 1977. -214с.

113. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения / Кунтыш В.Б. и др. М.: Высшая школа, 1996. - 356с.

114. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей / А.П. Васильев, В.М. Кудрявцев, В.А. Кузнецов; М: Высшая школа, 1993. -383с.

115. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / Под ред. В.К. Кошкина. М.: Машиностроение, 1975. - 421с.114.0СТ4 ГО.010.009. Аппаратура радиоэлектронная. Узлы и блоки РЭА на микросхемах. Конструирование. ред. 3-76, 1977.

116. ОСТ4 ГО.010.030. Установка навесных элементов на печатные платы Конструирование. Часть II. ред. 1-73,1974.

117. ОСТ4.ГО.012.032. Аппаратура радиоэлектронная. Блоки на микросборках, микросхемах и дискретных электрорадиоэлементах. Методы расчета тепловых режимов. ред. 2-79.

118. ОСТ4.010.022—85. Платы печатные. Методы конструирования и расчета.

119. Пат. США 3492535, кл. 317-100, Керамические схемные платы. 1970.

120. Пат. США 5172301, МКИ5 Н 05 К 7/20, Радиатор для группы полупроводниковых приборов, установленных на плате. -1992.

121. Пат. США 5319520, МКИ5 Н 05 К 7/20, Система воздушного охлаждения РЭА, расположенной в несколько ярусов. 1994.

122. Пат. США 5321582, МКИ5 Н 05 К 7/20, Теплоотвод для электронных компонентов, устанавливаемый с использованием пружинных элементов. -1994.

123. Пат. США 5343359, МКИ5 Н 05 К 7/20,Устройство для охлаждения дочерних печатных плат. 1994.

124. Пат. США 5343362, МКИ5 Н 05 К 7/20, Теплоотвод. 1994.

125. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. JL: Энергия, 1976.-352с.

126. Повышение тепловой проводимости контактных соединений в несущих конструкциях узлов и блоков РЭА / Мироненко Ю.П., Давыдов В.Ф., Кайдаш Е.В., КротовП.Е. и др. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1977. - вып. 3. - С. 53-58.

127. Полушкин А.В. Расчет проводимости элеменов кондуктивного теплоотвода электронных блоков // Технические средства судовождения и связи на морских и внутренних водных путях: межвузовский сборник научных трудов. СПБ.; СПГУВК,-2006, -вып. 8.-С. 110-116.

128. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М.: Энергия, 1971. -216с.

129. Попов В.М. Теплообмен через соединения на клеях. М.: Энергия, 1974.- 192с.

130. РД 45.865.003—90. Радиаторы охлаждения полупроводниковых приборов. Типы. Конструкция. Основные параметры и размеры. 1994.

131. Резников Г.В. Расчет и конструирование систем охлаждения ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988 - 224с.

132. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для ВУЗов. Изд. 3-е, исправленное и переработанное. М.: Машиностроение, 1975 - 654с.

133. Ройзен Л.И., Дулькин И.Н. Тепловой расчет оребренных поверхностей. -М.: Энергия, 1977.-252с.

134. Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1976.- 198с.

135. Рудзит Я.А. Микрогеометрия и контактное взаимодействие поверхностей.- Рига: Зинатне, 1975. 164с.

136. Рыжов Э.В. Основы расчета стыковых поверхностей деталей машин на контактную жесткость. М.: Машгиз., 1962. - 143с.

137. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. — М.: Мир, 1979.- 185с.

138. Седа, Енеда. Статистическая идентификация теплофизических параметров, характеризующих режим спутника // Ракетная техника и космонавтика.—1981.-т. 19, №6.-С. 145-152.

139. Семенюк В.А. Термоэлектрическое охлаждение: проблемы и перспективы. Вестник МАХ. - 1999. - вып. 4. - С. 231-242.

140. Смирнов В.И., Мата Ф.Ю. Теория конструкций контактов в электронной аппаратуре. М.: Советское радио, 1977. - 174с.

141. Спокойный Ю.Е., Мироненко Ю.П. Исследование влияния конструктивных характеристик на тепловой режим плоскостной микроэлектронной аппаратуры, с естественным охлаждением. // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО. 1972. - вып. 1. - С. 34-39.

142. Спокойный Ю.Е., Мироненко Ю.П., Давыдов В.Ф., Кайдаш Е.В. Исследование эффективности применения кондуктивного теплоотвода в РЗА при естественном охлаждении. // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1978. - вып. 1. - С. 51-56.

143. Спокойный Ю.Е., Мироненко Ю.П., Давыдов В.Ф., Кайдаш Е.В. Эффективность кондуктивного теплоотвода в плоскостной микроэлектронной аппаратуре // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО. 1976. - вып. 2. - С. 39-47.

144. Спокойный Ю.Е., Павлов A.JI. Инженерная методика расчета теплового режима микросборок // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. 1989. - вып. 2. - С. 16-21.

145. Спокойный Ю.Е., Павлов A.JI. Особенности автоматизированного расчета тепловых режимов электронных модулей с использованием конечных элементов различных типов//Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТПО. -1991.-вып. 4.-С. 47-53.

146. Спокойный Ю.Е., Павлов A.JI. Особенности конструкций современной элементной базы вычислительной техники с точки зрения теплового режима: Депонированная рукопись, реф. N 3—8487/НИИЭИР.

147. Спокойный Ю.Е., Павлов A.JI., Трофимов В.Е. Исследование теплового режима многокристальных герметичных модулей // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОВР (ТРТО). 1990. - Вып. 4. - С. 61-67.

148. Спокойный Ю.Е., Павлов A.JI., Трофимов В.Е. Тепловое проектирование устройств микроэлектронной аппаратуры: Депонированная рукопись, реф. N 3—8562/НИИЭИР.

149. Стоян Ю.Г., Путятин В.П., Элькин Б.С. Оптимизация блоков РЭА по динамике теплового режима и компоновочным характеристикам. Препринт. Харьков, 1983. - 40с. (Ин-т пробл. Машиностроения АН УССР, №183).

150. Стыблик В.А., Мироненко Ю.П. Определение температуры полупроводниковых микросхем на многослойных печатных платах. // Вопросы радиоэлектроники, сер. ТРТО. 1968. - вып. 2. -С.24-29.

151. Точность контактных методов измерения температуры. // А.Н. Гордор, Я.В. Малков, Н.Н. Эргардт, Н.Я. Ярышев. М.: Издательство стандартов, 1976.-213с.

152. Трофимов В.Е. Коэффициентный метод расчета теплового режима РЭА с кондуктивными теплостоками // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО.- 1979.-вып. 2.-С. 53-61.

153. Туник А.Т. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры жидкими диэлектриками. -М.: Сов. радио, 1973. 164с.

154. Уклонений Д. А. Кремнийорганические изоляционные вазелины и теплопроводные пасты // Обмен опытом в радиопромышленности. 1965. -№10.-С. 263-272.

155. Универсальный метод автоматизированного моделирования температурных полей ИС на ЭВМ / Беркун В.Б., Калугин О.Ю., Мадера А.Г. и др. // Электронная техника. Сер. 3. 1988. - Вып. 3. - С. 73-79.

156. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Пер. с англ. / Справочник. М.: Атомиздат, 1979. - 216с.

157. Фаронов В.В. Система программирования Delph. СПб.: БХВ-Петербург, 2003.-912с.

158. Фаронов В.В. Delphi: профессиональное программирование. СПб.: Питер, 2002.-350с.

159. Чернышев А.А. и др. Основы конструирования и надежности электронных вычислительных средств. М.: Радио и связь, 1998. - 312с.

160. Швейц И.Т. Дыбан Е.П. Контактный теплообмен в деталях турбомашин.- В книге Воздушное охлаждение газовых турбин. Киев: Издательство Киевского Университета, 1959. - 351с.

161. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. -М.: Мир, 1972. С. 176.

162. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Пер. с англ. М.: Мир, 1988.-С. 242.

163. Шиммель, Бек, Доналдсон. Эффективный коэффициент температуропроводности многослойного композитного материала // Теплопередача. -1977. т.99, №3. - С. 130-136.

164. Шлыков Ю.П. и др. Контактное термическое сопротивление. М.: Энергия, 1977.-328с.

165. Эва В.К., и др. Низкотемпературные тепловые трубы. Вильнюс: Мокслас, 1982.-312с.

166. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов М., Машгиз, 1962., 856с.

167. Элькин Б.С. Расчет стационарного температурного поля в системах разнородных областей // Проблемы машиностроения 1984. - вып. 21.-С. 59-63.

168. Эффективное охлаждение печатных плат / Н.Я. Ярышев // Электроника. -1977. т.50, №5. - С. 86-93.

169. Яхац М.С., Орлов B.C. и др. Термоэлектрические охлаждающие приборы за рубежом. М.: Информэлектро, 1971. - 198с.

170. Blank Irene. Cooling devices including fans, blowers, heat sinks and air conditioners. Electron. Compon. News, 1994, №8.

171. Enclosure cooling units. Electron. Compon. News, 1995, №8.

172. International modular cooling system. Electron. Compon. News, 1995, №8.

173. Low-temperature recirculating cooler. Electron. Compon. News, 1995, №8.

174. Mahan G.D., Sofo J.O., Bartkowiak M. Multilayer Thermionic Refrigerator and Generator. J. Appl. Phys., 1998, v.83, №9.

175. Packaging for the Military Environment. — Electronic Packaging and Production, 1977, 17, N2.

176. Sanderson P.P. Thermal resistance of mangos-uranium interface, I-Initial results on effect of uranium oxide thickness. NPCC-FEWP/P 100, English. Electr. Co. Ltd., 1957.

177. Tardiff David W., Dore-North Lyne. Thermal modeling speeds up design. -Electron. Packag. and Prod. 1994, №9.

178. Torkar K., Zitter H. Sitzungsberichte Oster Acad. Wissenschaft. 1953, Math.

179. Теплопроводность многослойной печатной платы с теплоотводящими слоями

180. Рис, 1. К определению эффективной теплопроводностимногослойной печатной платы с теплоотводящими слоями

181. Рассмотрим МПП с теплоотводящими слоями и сквозными металлизированными отверстиями в зонах источника «И» и стока «С» тепла (рисЛ.а).

182. Получим для нее зависимость величины тепловой проводимости между источником и стоком. Иначе говоря, определим величину теплового сопротивления, которое преодолевает тепловой поток на пути от источника тепла «И» к зоне стока «С» (рис.1 .г).

183. Т.о. сопротивление, вносимое i-м слоем в общее тепловоесопротивление выделенной многослойной ячейки, определится как:д*

184. Ri-Ru+Rci+Rcm, = .ГRuj , Rci = 1 , Rcm = RcmJ ,где Ru тепловое сопротивление, преодолеваемое тепловым потоком при прохождении через площадку ЛхЛу от плоскости соприкосновения источника тепла и ячейки к поверхности i-ro слоя, К/Вт;

185. Rci тепловое сопротивление распространению теплового потока вдоль поверхности пластины по i-му слою, К/Вт;

186. Rcm тепловое сопротивление, преодолеваемое тепловым потоком при прохождении через площадку ЛхгЛу от поверхности i-ro слоя к плоскости соприкосновения стока тепла и ячейки, К/Вт;

187. Ruj тепловое сопротивление, преодолеваемое тепловым потоком при прохождении сквозь площадку ЛхЛууто слоя, К/Вт;

188. Rcmj тепловое сопротивление, преодолеваемое тепловым потоком при прохождении сквозь площадку Лх2Лу j-ro слоя, К/Вт;

189. R"mJ сопротивление тепловому потоку при его распространении черезплощадку Лх2Лу'.-го слоя в направлении нормальном к поверхности пластины, вызываемое непосредственно материалом слоя, К/Вт;

190. Km) ~ сопротивление тепловому потоку при его распространении черезплощадку Лх2Лу j-ro слоя в направлении нормальном к поверхности пластины, вызываемое материалом металлизированных отверстий в j-м слое, К/Вт;

191. R"j сопротивление тепловому потоку при его распространении черезплощадку ЛхЛу j-ro слоя в направлении нормальном к поверхности пластины, вызываемое непосредственно материалом слоя, К/Вт;

192. Яа теплопроводность материала металлизированных отверстий, Вт/м-К;8С. толщина j-ro слоя, м;

193. Т.о. сопротивление, вносимое i-м слоем, имеет вид:8 Дг id, 81.сi Ж—I " с1. CJr =уSL+ +V

194. Acj(АхАу-kujnDl) + A0kujnDl AaAySa XCJ(Ax2Ay-kcmJWl) +A0kcmjnDl '1)

195. Представим размеры источника и стока теплоты и рассматриваемой ячейки в виде: 1и = л/ДхДу, lcm = ^Ах2Ау, (4)1и, 1ст приведенный размер источника и стока тепла, м,

196. Мст относительная металлизация площадки под стоком тепла;

197. Для случая, когда источник и сток находятся на противоположных сторонах пластины, выражение для эффективной теплопроводности (от зоны источника до зоны стока) многослойной пластины имеет вид:f i-\ S N S 11. V1Л.V 4, 12 л N ( i-\ X N

198. При расчете эффективной теплопроводности многослойной печатной платы в качестве АхАу и Ах2Ау принимается средняя площадь источников и стоков тепла соответственно, находящихся на поверхности пластины.

199. Расчет теплопроводности каждого из рабочих текстолитовых слоев Ml 111 с печатными проводниками можно определить по методике расчета проводимости гетерогенных систем с хаотической структурой 49.

200. Определение эффективной теплопроводности пластины с геометрической неоднородностью на основных поверхностях

201. Найдем выражение для эффективной теплопроводности пластины, на одной стороне которой выполнены пазы в направлении х, а на другой в направлении оси у (рис. 1 .а).

202. Т.о. выделенная ячейка теперь имеет форму параллелепипеда с размерами: SxSHxSB (рис.1.г).

203. По аналогии с электрическим сопротивлением, тепловое сопротивление выделенной ячейки в направлении осейх, у, z имеют вид (рисЛ.д):

204. Пластина с взаимно-перпендикулярными пазамитеплопроводное!

205. К R\x + Rlx R2x+R4x Ц R\y + R2y R3y + R4yб)