Поверхности радиатора

«ым охлаждением на воздухе. Окалину, появляющуюся на поверхности проволоки в результате отжига, удаляют травлением в азотной кислоте. Затем проволоку промывают в води и просушивают в опилках.

аналогичных сплавов может быть во много раз увеличена, если исключить доступ кислорода к поверхности проволоки. В трубчатых нагревательных элементах проволоку из сплава с высоким сопротивлением помешают в трубках из стойкого к окислению металла; промежуток между проволокой и трубкой заполняют порошком диэлектрика с высокой теплопроводностью (например, магнезией MgO). При дополнительной протяжке этих трубок их внешний диаметр уменьшается, магнезия уплотняется и образует механически прочную изоляцию внутреннего проводника. Такие нагревательные элементы применяют, например, в электрических кипятильниках; они могут работать длительное время без повреждений.

Отвод теплоты от тензорезистора до исследуемой детали через слой клея и подложку значительно превышает теплоотдачу в окружающий воздух. Поэтому можно считать, что практически все тепло отводится в исследуемую деталь, а за площадь S0 принимают для пленочных и фольговых тензорезисторов поверхность резистора, обращенную к исследуемой детали, а для проволочных — половину цилиндрической поверхности проволоки чувствительного элемента.

Электрическая прочность изоляции обмоточного провода, являющейся в большинстве обмоток трансформаторов витковой изоляцией, в значительной мере определяет надежность продольной изоляции обмоток. Для обеспечения достаточной прочности изоляции провода существенное значение имеет отделка поверхности проволоки, из которой изготовлен провод — отсутствие на ней неровностей и заусенцев, а также равномерное наложение лент кабельной бумаги. Плотное наложение бумажной изоляции провода гарантирует получение реальных .размеров обмоток, близких к расчетным. В расчетные формулы при расчете трансформатора обычно входит масса металла провода обмотки без изоляции, но количество провода при заказе и стоимость провода должны рассчитываться с учетом изоляции. Для опреде-

ганца. Они в основном применяются для изготовления электронагревательных элементов, так как обладают хорошей стойкостью при высокой температуре в воздушной среде, что обусловлено близкими значениями температурных коэффициентов линейного расширения этих сплавов и их оксидных пленок. Длительность работы электронагревательных элементов из нихрома существенно повышается при исключении доступа кислорода к поверхности проволоки. Нихро-мы имеют высокую технологичность, легко протягиваются в тонкую проволоку или ленту. Значительное содержание никеля в составе нихромов обусловливает их повышенную стойкость и ограничивает

Электрическая прочность изоляции обмоточного провода, являющейся в большинстве обмоток трансформаторов витковой изоляцией, в значительной мере определяет надежность продольной изоляции обмоток. Для обеспечения достаточной прочности изоляции провода существенное значение имеет отделка поверхности проволоки, из которой изготовлен провод, — отсутствие на ней неровностей и заусенцев, а также равномерное наложение лент кабельной бумаги. Плотное наложение бумажной изоляции провода гарантирует получение реальных размеров обмоток, близких к расчетным. В расчетные формулы при расчете трансформатора обычно входит масса металла провода обмотки без изоляции, но количество провода при заказе и сто-

2. Метод удельной поверхностной нагрузки. Этим методом пользуются при известной величине допустимой удельной нагрузки на поверхности проволоки нагревательной спирали, диаметр в мм которой определяют по формуле

Фактическая удельная нагрузка поверхности проволоки для найденных геометрических размеров определяется, как

Допустимые удельные нагрузки греющей поверхности трубки элемента шт и поверхности проволоки шш работающих в различных средах, приведены в табл. V.4.

Длительность работы электронагревательных элементов из нихрома и аналогичных сплавов может быть во много раз увеличена при исключении доступа кислорода к поверхности проволоки. В трубчатых нагревательных элементах спираль из сплава высокого сопротивления проходит по оси трубки из стойкого к окислению металла; промежуток между проволокой и трубкой заполняется порошком диэлектрика с высокой теплопроводностью (например, магнезией MgO). При дополнительной протяжке такой трубки ее внешний диаметр уменьшается, магнезия уплотняется и образует механически прочную изоляцию внутреннего проводника. Такие нагревательные элементы применяются, например, в электрических кипятильниках; они могут работать весьма длительно без повреждений.

Высококачественная очистка поверхности проволоки

•* бежным ухудшением теплоотдачи с единицы поверхности радиатора вследствие затруднения доступа воздуха в радиатор и выхода его из радиатора.

Пластинчатые радиаторы характеризуются коэффициентом оребре-ния, который равен отношению площади сребренной поверхности радиатора к площади поверхности без оребрения. Обычно коэффициент ореб-рения равен 10. Более эффективна поверхность (см. 6-33), имеющая зубцы, расположенные в шахматном порядке. Зубцы имеют форму усеченной четырехгранной пирамиды, диагонали основания которой расположены одна вертикально, а другая горизонтально относительно направления движения жидкости. Подобное оребрение позволяет отводить (относительно тепловоспринимающей поверхности) в кипящую воду тепловые потоки, плотность которых достигает 400 Вт/см2. При таких тепловых потоках температура у основания зубцов может доходить до 300 °С.

Главным недостатком радиаторов с прямыми трубами является затруднение движения охлаждающего воздуха у горизонтальных коллекторов ( 9.16) и вытекающее отсюда уменьшение удельной теплоотдачи с единицы поверхности при заданной разности температур поверхности радиатора и охлаждающего воздуха. Это уменьшение теплоотдачи учитывается в коэффициенте &ф, определяемом по табл. 9.6 для поверхностей различной формы.

Конструкция корпуса маломощного транзистора не предусмат-ривает применение внешнего теплоотвода, в отличие от транзисторов средней и большой мощности. При использовании теплоотвода, называемого радиатором, в цепи теплопередачи появляется еще одна инстанция — корпус транзистора — и полное тепловое сопротивление образовано сопротивления-ми двух промежутков: переход — корпус Rthjc и корпус— окружающая среда Rthca, из которых Rthjc (также, как и Rthja) является параметром транзистора, а Rthca зависит от площади поверхности радиатора ,и его конструкции.

стор, прижатый к ровной и чистой поверхности радиатора, будет равномерно прогреваться вместе с радиатором и хорошо отдавать тепло. В то время как неровная, покрашенная краской и грязная рабочая поверхность под транзистором не даст переходить теплу к радиатору. Транзистор раскалится, если не до красна, то обязательно до шипения под влажным пальцем.

где Р„ — тепловая мощность, которую радиатор должен рассеять в окружающем пространстве; Ss — площадь поверхности радиатора; Ts — температура радиатора; Та — температура окружающей среды;

Величина, обратная произведению площади поверхности радиатора на коэффициент теплообмена, нам хорошо известна — это тепловое сопротивление «радиатор-среда»:

Задаем высоту пластины А = 30 мм. По графику 7.3 определяем поправку g на тепловое сопротивление вследствие неравномерности распределения температуры по поверхности радиатора:

ал = 0,9 ¦ 1,0 • 8,49 = 7,6 Вт/(м2 • °С), а = а* + ал = 8,64 + 7,6 = 16,2 Вт/(м2 • °С). Площадь поверхности радиатора:

е„ — интегральная излучательная способность внешней поверхности радиатора; ).р и 5Р — теплопроводность и плотность материала радиатора; о0 — постоянная Стефана—Больцмана; ^р = гр 1гро'> гр — радиус внешней границы радиатора; гРо — радиус основания радиатора; аТо и aTi — коэффициенты аппроксимации. Для ;%=6—12 аТо= 0.084 и aTa=1.17.

При формировании исходных данных приняты следующие значения постоянных параметров СФЭУ. Плотность материала всех конструктивных элементов ФЭМ рп- 3 = рг. 3 = рк м = РД~ Рр = 2.7 X Х103 кг/м3, коэффициент теплопроводности А,р=210 Вт/(м-К), что соответствует выбору в качестве материала алюминиевого сплава. Толщина элементов ФЭМ 8И 3, 8Г 3, 8К и, 8Д из условий прочности и технологичности изготовления принята равной 300 мкм, высота держателей й,д=2 мм. Излучательная способность внешней поверхности радиатора с нанесенным на нее специальным покрытием еп= =0.92. Параметры токопроводов соответствуют медному проводу с ртв=3.9 кг/м3, /?IF=15-10-9 Ом-м, FB3=1.6.

Для изготовления в любительских условиях наиболее подходят радиаторы в виде прямой или изогнутой пластины. Расчет таких радиаторов несложен и может быть выполнен по графику, показанному на 11-12. Зная рассеиваемую полупроводниковым прибором мощность Р (Вт) и допустимую температуру перегрева А? (в пределах 10 — 70°Q определяют площадь поверхности радиатора в виде пластины; ее толщина должна быть 2 — 4 мм. Следует учесть, что при введении слюдяной прокладки эффективность радиатора уменьшается на 20 — 50%, а это требует соответствующего увеличения его поверхности.