При расчете тепловых режимов конструкций ЭВС реальную систему представляют в виде модели. Понятие тепловой модели было введено Г. Н. Дульневым [3]. Им же сформулировано основное требование, предъявляемое к тепловой модели: тепловая модель должна быть адекватна изучаемому явлению и реализуема математически.

Конструкция ЭВМ является системой многих тел с неравномерно распределенными источниками (элементами, выделяющими тепло) и стоками (- поглощающими) тепловой энергии. Ее температурное поле может иметь достаточно сложный характер, зависящий от распределения источников и стоков тепла, геометрии элементов конструкции и их теплофизических свойств. При построении тепловой модели упрощают рассматриваемые элементы конструкции и идеализируют протекающие в них тепловые процессы.

Один из способов упрощения - замена сложной по форме нагретой зоны элемента конструкции (например, субблока с разногабаритными комплектующими элементами, выделяющими неодинаковую тепловую энергию) прямоугольным параллелепипедом - эквивалентной нагретой зоной с одинаковой среднеповерхностной температурой и равномерно распределенным источником тепловой энергии. Такая замена выполняется на основании принципа усреднения [3].

В ряде случаев форму эквивалентной нагретой зоны определяют на сновании принципа местного влияния, который формулируется следующим образом: «любое местное возмущение температурного поля является локальным и не распространяется на отдаленные участки поля». Принцип суперпозиции температурных полей также используют при исследовании температурных режимов устройств ЭВМ для упрощения анализа сложных условий теплообмена и построения тепловой модели исследуемого объекта.

Рассчитаем тепловой режим блока, для которого проводились экспериментальные исследования (п. 6.2).

В исследуемом блоке используется принудительное воздушное охлаждение, следовательно, расчет теплового режима необходимо осуществить по соответствующей методике, представленной ниже.

Исходными данными являются размеры блока Iб1, Iб2, Iб3 (плоскость Iб1x Iб2 ориентирована перпендикулярно направлению продува, размер Iб3 - вдоль направления продува), рассеиваемая блоком мощность Рб, максимальная температура на входе блока Твх, рассеиваемая компонентом мощность Рк, его поверхность Sк и расстояние в направлении продува воздуха от места поступления в блок до компонента lп. к. , расход воздуха Gв, эскиз блока (в Приложении).

При расчете теплового режима в следующем порядке определяют:

Средний перегрев воздуха в блоке:

; (6.3.1)

площадь поперечного сечения блока, перпендикулярного направлению продува воздуха:

Sп.c. = lб1*lб2 , (6.3.2)

Коэффициенты km1, km2, km3, km4 выбираются по графикам [2], поверхность нагретой зоны (НЗ) на основе эскиза, перегрев нагретой зоны:

; (6.3.3)

удельную мощность, рассеиваемую НЗ:

; (6.3.4)

удельную мощность, рассеиваемую компонентом:

; (6.3.5)

перегрев поверхности компонента:

; (6.3.6)

температуру воздуха на выходе из блока:

; (6.3.7)

перегрев окружающей компонент среды:

. (6.3.8)

Таким образом, учитывая технические характеристики исследуемого системного блока рассчитаем его тепловой режим по вышеприведенной методике.

Средний перегрев воздуха в блоке:

[0C];

площадь поперечного сечения блока, перпендикулярного направлению продува воздуха:

Sп.c. = 0,115*0,488=0,0561 [м2];

перегрев нагретой зоны:

[0С];

удельную мощность, рассеиваемую НЗ:

;

удельную мощность, рассеиваемую компонентами:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

перегрев поверхности компонента:

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

[0С];

температуру воздуха на выходе из блока (примем Tвх=210С):

Твых=212,5+21=46 [0С]

значения перегревов окружающей компоненты среды приведены в таблице 6.3.1.

Таблица 6.3.1 - Рассчитанные значения перегревов окружающей компоненты среды

6.4 Анализ полученных результатов

Сопоставив данные, полученные в результате выполненного теоретического расчета рассматриваемого блока ПЭВМ и экспериментально полученные значения температур тепловыделяющих компонентов, можно сделать вывод об их различии в среднем на 13 %. Таким образом, применяемая методика теоретического расчета является инженерной (точность не выходит за пределы 10 - 15 %), однако такая погрешность может оказаться неприемлемой для уточненных конструкторских работ. Данный факт можно объяснить наличием существующих, но неучтенных в теоретическом расчете факторов (величиной температурного градиента между корпусом исследуемой ИМС и корпусом датчика, наличием нерассматриваемых источников тепла, особенностями конфигурации компонентов относительно потока воздуха от вентиляторов и др.). Это еще раз доказывает актуальность проведения экспериментальных исследований в изучении тепловых режимов устройств ЭВМ и, следовательно, создание для этих целей специализированного устройства (модуля).

7 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ МОДУЛЯ АЦП

7.1 Разработка технологической схемы сборки

Технологическим процессом сборки называется совокупность операций, в результате которых детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы - в изделие. Простейшим сборочно-монтажным элементом является деталь, которая характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.

Сборочная единица является более сложным сборочно-монтажным элементом, состоящим из двух или более деталей, соединенных разъемным или неразъемным соединением. Характерным признаком сборочной единицы является возможность ее сборки отдельно от других сборочных единиц.

Изделием называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии [12].

Технологическая схема сборки представляет собой графическое изображение в виде условных обозначений последовательности сборки изделия или его составной части. Каждый элемент (деталь, сборочная единица) изображается на схеме прямоугольником, разделенным на три части, где указывается наименование элемента, индекс и число, входящее в данное соединение. Схемы сборки строятся с максимальным расчленением изделия на сборочные единицы независимо от программы выпуска. Технологические схемы сборки облегчают разработку технологического процесса благодаря своей наглядности. На практике используют схемы сборки с базовой деталью и «веерного» типа

Схема сборки с базовой деталью отражает последовательность процесса сборки. Базовой деталью является плата или другая деталь, с которой начинается сборка. Направления движения деталей и узлов показаны стрелками.

Схема сборки «веерного» типа показывает, из каких деталей образуется сборка. Достоинством такой схемы является ее простота и наглядность, но она не отражает последовательности сборки.

Учитывая тот факт, что модуль АЦП содержит достаточно большое число ИМС и ЭРЭ (БГУИР. 411117.001СБ), достоинства технологической схемы сборки «веерного» типа будут сведены к минимуму, следовательно, целесообразно разработать схему сборки с базовой деталью.

Различают стационарную и подвижную сборку.

Стационарная сборка выполняется на одном рабочем месте, к которому подаются все необходимые детали и сборочные единицы. Она является наиболее распространенным видом сборки в условиях единичного и серийного производства (подвижная сборка применяется в условиях поточного производства и на основании заданной в ТЗ программы выпуска для разрабатываемой системы не подлегает рассмотрению).

Стационарная сборка может строиться по принципу концентрации и дифференциации. При концентрации весь сборочный процесс выполняется одним сборщиком, а при дифференциации разделяется на предварительную и окончательную. Предварительная сборка производится несколькими отдельными бригадами параллельно, а общая сборка - специальной бригадой или одним рабочим. Это обеспечивает специализацию рабочих мест и сокращает длительность сборки.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19