Тепловые расчеты конструкций ЭВМ
Теплообмен в ЭВМ и способы передачи тепловой энергии.
Излучение
Тепловая энергия излучается электромагнитными волнами в инфракрасном
диапазоне длин. По закону Стефана-Больцмана излучаемая в пространство энергия
Ф=εCoS(θ/100)4, (6.45)
где ε - степень черноты тела; Со=5,67 Вт/(м2*К4) - коэффициент излучения
абсолютно черного тела; S - площадь излучающей поверхности тела; θ - температура
тела.
Тепловая энергия (Вт),передаваемая излучением от поверхности тела i с
температурой θi и площадью Si к поверхности тела j с температурой θj и
площадью Sj, на основании того же закона:
Ф=εпрi,jСоΦi,jSi[(θi/100)4-(θj/100)4] (6.46)
где εпрi,j - приведенная степень черноты тел i и j;Φi,j - коэффициент
облученности, показывающий, какая часть тепловой энергии, излучаемой
телом i, попадает на тело j;θi и θj - абсолютная температура тел i и j.
Зависимость (6.46) можно представить в виде
Фi,j=αлi,j(θi-θj)Si. (6.47)
Коэффициент теплообмена излучением между телами i и j
αлi,j=εпрi,jΦi,j*5,67*10-8(θi4-θj4)/(θi-θj). (6.48)
Коэффициент ε зависит от материала излучающего тела и состояния его
поверхности (для некоторых материалов значения ψ даны в таблице 5).Коэффициент
облученности Φi,j зависит от размеров, формы и взаимной ориентации тел.
Приведенная степень черноты εпрi,j является функцией степени черноты тел i и j
(εi и εj) и коэффициента Φi,j.Для теплообмена между неограниченными
плоскопараллельными поверхностями коэффициенты облученности Φ1,2=Φ2,1=1,
а приведенная степень черноты
εпр1,2=1/(1/ε1+1/ε2-1), (6.49)
где ε1 и ε1 -степень черноты тел 1 и 2.
Для теплообмена между телом и охватывающей его оболочкой (рис.6.6)
Φ1,2=1; Φ2,1=S1/S2, (6.50)
где S1 и S2 - площади поверхности тел 1 и 2.
Приведенная степень черноты
εпр1,2=1/[1/ε1+Φ2,1(1/ε2-1)]. (6.51)
Рис 6.6.Примеры теплообмена излучением между телом 1 и охватывающей его
оболочкой 2.