3.4. Тепловые модели радиоэлектронных средств

В настоящее время получили распространение две группы тепловых моделей.

Моделями первой группы представляются аппараты, у которых можно выделить отдельные области, условная поверхность которых принимается изотермической. Такой моделью заменяются, например, аппараты с относительно крупными деталями на шасси. При этом шасси с установленными на нем деталями представляется в виде некоторого тела, например, параллелепипеда, которое принято называть условной нагретой зоной (рис.3.4.1а). Температура во всех точках поверхности этой условной нагретой зоны принимается одинаковой, равной некоторой средневзвешенной температуре поверхности деталей. Такое же допущение принимается относительно корпуса аппарата - его поверхность считается изотермической. В пространстве между отмеченными изотермическими поверхностями, а также между поверхностями и окружающей средой развиваются конвективные и (или) лучистые процессы передачи тепла.

Радиоэлектронные средства кассетной конструкции, когда между кассетами имеются относительно большие зазоры, в которых движется воздух, также можно представить моделями первой группы. В этом случае кассеты, с установленными на них радиодеталями, представляются в виде отдельных зон с равномерно распределенными источниками тепла (рис. 3.4.1,б). Поверхности этих зон, а также кожуха, как и в первом случае, принимаются изотермическими.

Тепловыми моделями второй группы представляются области в РЭС, где не наблюдаются конвективные и лучистые процессы и где основным средством передачи тепла выступает кондукция. Сюда можно отнести аппараты кассетной конструкции, у которых кассеты с ЭРЭ расположены горизонтально. Сюда же относятся конструкции с вертикальными кассетами, заполняющими весь объем аппарата, причем зазоры между платами малы и конвективные процессы в этих зазорах не развиваются (рис. 3.4.2).

Рис. 3.4.1. Тепловые модели РЭС первой группы

Здесь совокупность кассет идеализируется в виде однородного анизотропного тела. Свойство этого тела характеризуется эффективными коэффициентами теплопроводности по координатным осям и теплоемкостью .

Тепловые процессы в моделях второй группы описываются дифференциальными уравнениями теплопроводности Фурье.

Рис. 3.4.2. Тепловая модель РЭС второй группы

В течение длительного времени для тепловых расчетов использовался коэффициентный метод, дававший возможность проводить эти расчеты быстро и просто, но обладающий большой погрешностью (более 20%). В настоящее время при наличии доступных вычислительных средств целесообразно использовать более точную методику, дающую в рамках используемых тепловых моделей погрешность менее 5%.