Тепловое моделирование в каналах ЭС.

Принудительное воздушное охлаждение находит широкое применение в конструкциях ЭС. Это объясняется следующими причинами: удельная тепловая нагрузка конструкций имеет тенденцию роста при установившихся показателях теплоустойчивости элементной базы; наличие доступного и дешевого теплоносителя; относительная простота конструкций нагнетателя (вентилятора) и воздуховодов. Вместе с тем системам принудительного воздушного охлаждения свойственны и существенные недостатки, такие как наличие акустических шумов и вибрации, увеличение объема и массы конструкций РЭС, снижение надежности изделия и увеличение затрат энергии на охлаждение.

Используются три системы принудительного воздушного охлаждения: приточная, вытяжная и приточно-вытяжная.

Приточная система (рис. 1, а) характеризуется тем, что воздух под давлением, создаваемым нагнетателем, поступает в конструкцию, отбирает тепло от элементов и выбрасывается в окружающую среду или поступает в вытяжной воздуховод (коллектор). В вытяжной системе (рис. 1, б) вентилятор устанавливается на выходе воздуха и отсасывает воздух из кожуха конструкции.

В приточно-вытяжной системе вентиляторы устанавливают на входе и выходе воздуха (рис. 1, в).

Рис. 1. Схемы принудительного воздушного охлаждения:

а — приточная; б — вытяжная; в — приточно-вытяжная

Названные системы обладают определенными достоинствами и недостатками. Так, например, достоинством приточной системы является повышенное давление воздуха на входе, что способствует повышению эффективности теплообмена (вентилятор создает полное давление p^*= p_ст +ρV²/2). В вытяжной системе воздух на входе имеет давление несколько ниже нормального (ρV²/2 не работает) и поэтому менее эффективен как теплоноситель. Приточная и вытяжная системы имеют общий недостаток: они не препятствуют утечкам воздуха. Этого недостатка лишена приточно-вытяжная система охлаждения, позволяющая в несколько раз снизить утечки. Кажущаяся сложность приточно-вытяжной системы компенсируется лучшими экономическими показателями особенно в стойках и шкафах ЭС.