LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Автоматизація розрахунків нестаціонарних теплових режимів при проектуванні одноблокових радіоелектронних апаратів

40


ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ







Сінотін Анатолій Мєфодійович


УДК 004.896: 621. 396.6




АВТОМАТИЗАЦІЯ РОЗРАХУНКІВ НЕСТАЦІОНАРНИХ ТЕПЛОВИХ

РЕЖИМІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ОДНОБЛОКОВИХ

РАДІОЕЛЕКТРОННИХ АПАРАТІВ




05.13.12 – системи автоматизації проектувальних робіт




АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук







Харків – 2008

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана у Харківському національному університеті радіоелектроніки Міністерства освіти і науки України.


Науковий консультант – доктор технічних наук, професор Семенець Валерій Васильович, Харківський національний університет радіоелектроніки, перший проректор.


Офіційні опоненти:


доктор технічних наук, професор Нефьодов Леонід Іванович, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій;


доктор технічних наук, професор Писаренко Леонід Дмитрович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, завідувач кафедри електронних приладів та пристроїв;


доктор технічних наук, професор Федасюк Дмитро Васильович, Національний університет “Львівська політехніка”, проректор з навчально-педагогічної роботи, завідувач кафедри програмного забезпечення.


Захист відбудеться « 18 » 11 2008 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.02 Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.


Автореферат розісланий « 17 » 10 2008 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради В.В. Безкоровайний


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Проникнення радіоелектроніки у всі області науки і техніки потребує все більшого вдосконалення радіоелектронної апаратури, зменшення її ваги і габаритів, підвищення її надійності. Ці вимоги привели до якісно нових принципів проектування і виробництва апаратури, до створення науки про проектування радіоелектронних пристроїв.

Різко збільшився обсяг необхідної початкової інформації для створення оптимальних радіоелектронних систем. Отримання такої інформації потребує тісного зв'язку радіоелектроніки з іншими галузями науки і техніки (математикою, фізикою, теплофізикою, електронно-обчислювальною технікою та ін.) У потоці необхідної інформації чинне місце посідають відомості про характер теплового режиму приладу, який разом з іншими чинниками істотно позначається на надійності, вагових і габаритних розмірах системи в цілому.

У зв'язку з цим набуває актуального значення дослідження теплових режимів і розробка методів розрахунку температурних полів РЕА, що дозволяють отримати для конструктора апарату необхідну інформацію про температурний режим, як окремих елементів монтажу, так і апарату в цілому.

Актуальність теми. Проектування оптимального за габаритами і надійністю радіоелектронного апарату, що відповідає всім вимогам сучасної електроніки, передбачає строгий облік температурного режиму його елементів. Напружений тепловий режим сучасних РЕА визначає надійність і витікає із таких особливостей їх конструкцій:

– інтенсивне розсіювання теплової енергії. Приблизно 90% усіх форм енергії перетворюється в РЕА на теплову енергію;

– висока густина монтажу елементів у середині апарату і деталей у середині самих елементів, що сприяють тепловому контакту (взаємодії) між елементами. За останні 10 – 15 років густина елементів РЕА зросла в 10 – 100 разів, а деталей у самих елементах - в 300 разів. Ще більш швидкими темпами очікується це зростання у майбутньому;

– низькі гранично допустимі значення температур (50 0С – 100 0С), що забезпечують надійне функціонування елементів.

Таким чином, це викликає необхідність вирішення ряду теплотехнічних задач, пов’язаних із визначенням характеру температурного поля РЕА на всіх етапах проектування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилось в рамках основних наукових напрямків Харківського національного університету радіоелектроніки у період з 1978 по 2007 роки, в тому числі на замовлення регіональних підприємств міста Харкова за такими темами:

– ДР № 68038709 – “Дослідження і розробка методик розрахунку теплових режимів релейної та електронної апаратури, яка працює в вакуумі та в середовищі інертних газів”. Автор є виконавцем. Розробка випробувального стенду, теплових макетів, проведення експериментів та їх аналіз;

– ДР № 70011101 – “Дослідження і розробка алгоритму розрахунку теплових режимів радіоелектронних апаратів”. Автор є відповідальним виконавцем теми;

– ДР № 71012510 – “Дослідження ефективної теплопровідності нагрітих зон, доопрацювання алгоритму і доопрацювання програм розрахунку теплових режимів РЕА типу А, Б, С з обліком емпіричної залежності для розрахунку коефіцієнта теплопровідності”. Автор був керівником теми;

– ДР № 010ЗU001813 – “Розробка інтелектуальної системи управління процесів водовідводу на КНС № 2 м. Харків”. Автор був відповідальним виконавцем теми;

– ДР № 72014634 – “Розробка методики корекції розміщення елементів на платах з метою забезпечення оптимального теплового режиму ЕРЕ та дослідження ефективної теплопровідності нагрітих зон радіоелектронної апаратури, збудованій на мікромодульних елементах та твердих схемах”. Автор був керівником теми;

– ДР № 74025286 – “Розробка алгоритму синтезу одноблокових РЕА, що задовольняють заданому тепловому режиму”. Автор був керівником теми;

– ДР № 75041325 – “Дослідження температурних полів та розробка теплофізичних методів конструювання багатоблочної електронно-релейної апаратури автоматичних систем управління газової промисловості. Конструкційна надійність”. Автор був відповідальним виконавцем теми.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботиє підвищення ефективності та надійності одноблокових радіоелектронних апаратів з компактним монтажем, температурозалежною та змінною розсіювальною потужністю шляхом урахування нестаціонарних теплових режимів при проектуванні радіоелектронних апаратів, що виникають у процесі функціонування, та впливу конструктивних параметрів на температурне поле нагрітих зон, таким чином, щоб не перевищити задану стабільну максимальну температуру.

Для досягнення поставленої мети в дисертації сформульовано та вирішено задачі:

– розробки методів розрахунку нестаціонарних температурних полів РЕА з температурозалежними джерелами енергії методами регулярного режиму;

– розрахунку нестаціонарних теплових режимів РЕА з довільним законом зміни розсіюваної потужності від температури і часу за методом елементарних балансів;

– створення методів експериментального дослідження теплових макетів РЕА з температурозалежною і змінною в часі розсіюваною потужністю для оцінки коректності використання методів регулярного режиму й елементарних балансів при синтезі розрахункових алгоритмів дослідження нестаціонарного теплового режиму РЕА;

– експериментального дослідження характеру анізотропії нагрітих зон РЕА, монтажні плати яких виконані з різних матеріалів, від металів до пластичних мас ( = 0,3 – 380 вт / м . град.);

– визначення коефіцієнтів теплопровідності, повної теплоємності апаратури, що дозволяє здійснити розрахунки теплових режимів РЕА вже на початкових стадіях проектування апаратів, коли елементна база задана орієнтовно;

– створення методики синтезу радіоелектронних апаратів із заданим тепловим режимом для вик