Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»
Институт электронных информационных систем
Кафедра «Проектирование и технология радиоаппаратуры»
ЗАЩИТА РЭС
В ЭСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
Дисциплина для направления 210200 – «Проектирование и технология ЭС»
и
специальности 210201- «Проектирование и технология РЭС»
Методические указания
УДК 621.372.85 Защита РЭС в экстремальных условиях: Метод. указ./ Сост. ; НовГУ - Новгород, 2006. Изложена программа и методические указания по изучению курса для направления 210200 и специальности 210201. Одобрено к изданию на заседании кафедры ПТР Протокол № от 2006 г. Зав. кафедрой Новгородский государственный университет,2006 |
Введение
Радиоэлектронные средства в процессе эксплуатации подвержены воздействию различных факторов, включая температуру, влажность, перепады давлений, жесткую радиацию, взрывы, химические реагенты, микроорганизмы и др. Причем количественные характеристики перечисленных факторов могут изменяться в очень широких пределах, создавая так называемые экстремальные условия для функционирования РЭС. Поэтому конструктору РЭС приходится принимать целый комплекс мер и мероприятий (иногда нестандартных) для обеспечения заданной надежности согласно техническому заданию. Курс «Защита РЭС в экстремальных условиях» ставит своей целью изучить основные принципы действия, методы выбора, приобретение навыков анализа и расчета систем и специальных устройств, обеспечивающих тепловую и влажностную защиту РЭС.
Содержание и объем курса определен рабочей программой.
1.Общие методические указания по изучению курса
Курс изучается на 5-м году обучения (1 полугодие), т. е. после изучения таких дисциплин как «Высшая математика»,«Физика», «Общей электроники», «Материаловедения», «Тепло - и массообмен в РЭС» и др. знание материала которых необходимо для успешного изучения данного курса.
Изучение курса предполагает самостоятельную работу студента над рекомендованной литературой. Предусмотренные учебным планом лекции помогут целенаправленно организовать работу студента, но ни в коей мере не исключают самостоятельной работы. На лекциях дается общее ознакомление с содержанием материала разделов к более подробно рассматриваются отдельные вопросы, трудно усваиваемые при самостоятельном изучении.
Рекомендуемый перечень литературы для изучения всего курса приводится ниже, кроме того в конце каждого раздела программы данных методических указаний приводится литература с указанием конкретно страниц, ознакомление с которой (обязательно при изучении данного раздела.
Для облегчения работы над курсом и более глубокого изучения материала н ряде случаев дается несколько источников по одному и тому же вопросу.
Куре следует изучать в той последовательности, .как он дается, в программе. Перед изучением каждого раздела необходимо внимательно ознакомиться с содержанием программы раздела, подобрать литературу и бегло ознакомиться с материалом указанных страниц, исключить повторяющейся в ряде случаев в разных источниках аналогичный материал. При последующей работе с литературой и изучения материала рекомендуется составлять краткий конспект. Цифровой материал, встречающийся при изучении курса, запоминать нет необходимости, аналогично нет необходимости запоминать и громоздкие аналитические выражения. Следует знать физический смысл входящих в выражения величин и представлять их порядок, знать при каких допущениях получены выражения и ограничения в их применении.
Усвоение материала следует контролировать пользуясь вопросами для самопроверки, помещенными в конце каждого раздела. Одним из обязательных элементов изучения курса является расчетное задание, при выполнении которого углубляется и закрепляется материал курса, а также приобретаются расчетные навыки. Особенности изучения разделов курса даются в методических указаниях после программы каждого раздела,
Литература
Основная
1. Дульнев - и масообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.:
Высшая школа, 1984. - 247 с.
2. , Тарновский режимы электронной аппаратуры. Л. Энергия, 1971. - 248 с.
3. , Михеев теплопередачи: Учебное пособие - М.: Энергия. 1973. -236с.
4. , , Сигалов расчета режима приборов. М.: Радио и связь, 1992. - 312 с.
Дополнительная
5. , Спокойный тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1976.
6. Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники / , , и др. М.: Энергия, 1980.
7., , Киселев охлаждения теплонагруженных радиоэлектронных приборов./-М.: Сов. радио, 1975.
8. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. - М.: Энергия, 1975.
9. , Удалов элементы М.: Энергия, 1976.
10. , Арефьев трубы для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1979.
11. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Под общ. ред. , - 2-е изд. перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1988.
12. Варламов конструктора РЭА. - М.: Радио и связь, 1985.
13. Измерения в промышленности. В кн. Способы измерения и аппаратура: Пер. с нем. /Под ред. - М.: Металлургия, 1990. - 384 с.
3. 1.3 Стандарты
14. ОСТ 4ГО.012.032 Аппаратура радиоэлектронная. Блоки на интегральных микросхемах и дискретных элементах. Расчет тепловых режимов.
15. ОСТ 4.ГО.070.003 Аппаратура радиоэлектронная. Системы охлаждения. Выбор способа охлаждения.
16. ОСТ ГО.299.003 Редакция 1-74. Теплообменника В-В м В-Ж систем охлаждения РЭА. Типы и основные параметры.
17. ОСТ 4 ГО.029.025 Редакция 1-74. Композиции токоподводящие и поглощающие полимерные. Покрытия и клеи.
18. Карачинов - и массообмен в РЭА. Анализ теплового режима блока РЭА на микросборках (микросхемах). Метод, указания к курсовой работе. НИИ, Новгород, 1988, 33 с.
19. Карачинов РЭС в экстремальных условиях. Метод, указания к практическим занятиям, НовГУ, компьютерный набор каф. ПТР,2001, 12с.
2. Программа и методические указания по изучению разделов курса
2.1 Введение в общие вопросы защиты РЭС
Программа
Виды внешних воздействий на РЭС. Классификация. .Экстремальные условия эксплуатации РЭС и надежность.
Литература
[1], стр.4-11: [11], стр.333: [15]
Методические указания
При изучении влияния внешних воздействий на РЭС необходимо классифицировать факторы по принципу: первичный – вторичный. Следует определиться с количественными характеристиками экстремальных условий и особенностями изменгения надежности ЭРЭ и РЭС в целом.
Вопросы для самопроверки
1.Классифицируйте внешние факторы по степени влияния на надежность РЭС.
2.Какими предельно допустимыми параметрами характеризуются материалы и ЭРЭ, входящие в состав РЭС?
2.2 Методы обеспечения тепловой защиты РЭС
Программа
Системы обеспечения теплового режима РЭС. Классификация. Основные характеристики и рекомендации по применению.
Литература
[11], стр.333-334:
Методические указания
При изучении данного раздела необходимо ознакомится с системами обеспечения теплового режима (СОТР) РЭС. Выяснить существующие рекомендации по применению СОТР к конкретным типам РЭС.
Вопросы для самопроверки
1.Что такое СОТР РЭС.
2.Какой признак РЭС используется для классификации СОТР
2.3 Системы охлаждения РЭС
Программа
Классификация, принципы построения и характеристики систем охлаждения (воздушные, жидкостные, испарительные, кондуктивные, радиационные, комбинированные, специальные).
Выбор системы охлаждения.
Литература
[1], стр.116-122: [15]
Методические указания
При изучении систем охлаждения следует уяснить их классификацию по назначению, виду рабочего вещества, способу передачи тепла, уяснить принцип работы и конструктивное выполнение: воздушных (газовых), жидкостных и испарительных систем охлаждения с замкнутым и разомкнутым контуром, а также систем с промежуточным контуром (промежуточным теплоносителем), область применения и основные характеристики систем.
Необходимо изучить основные типы жидких хладагентов и критерии их выбора. Следует уяснить физические основы теплообмена при кипении и конденсации жидкостей.
Следует освоить принципы построения кондуктивных и радиационных систем охлаждения. Изучить основные методы повышения эффективности отвода тепловой энергии в этих системах.
Необходимо изучить целесообразность применения специальных и комбинированных систем охлаждения
Необходимо изучить инженерные методы выбора системы охлаждения с учетом сформулированных критериев(минимальной стоимости, массы, объема и др.)
Вопросы для самопроверки
1. Данте классификацию систем охлаждения РЭА.
2. Объясните устройство и работу воздушных системы охлаждения.
3. Объясните устройство и работу жидкостной системы охлаждения с замкнутым и разомкнутым контуром.
4. Объясните принцип работы испарительной системы охлаждения с замкнутым и разомкнутым контуром.
5. Какие рабочее вещества (теплоносители, хладагенты) применяются в жидкостных и испарительных системах охлаждения? Требования, предъявляемые к ним
6. Объясните устройство и принцип работы кондуктивной системы охлаждения.
7.Какие элементы используются для построения радиационных систем охлаждения?
8.Какие системы охлаждения называются комбинированными?
9.В чем сущность вероятностного метода выбора системы охлаждения?
2.4 Устройства охлаждения РЭС
Программа
Теплообменники. Классификация и характеристики. Тепловой расчет теплообменников. Выбор компактного теплообменника РЭС.
Нагнетатели. Виды нагнетателей (упрощенные схемы).Выбор нагнетателя.
Радиаторы. Радиаторы воздушного и жидкостного охлаждения. Рекомендации по применению радиаторов в РЭС. Выбор радиатора.
Специальные устройства охлаждения РЭС. Вихревые трубы. Тепловые трубы. Дроссельные микроохладители. Полупроводниковые термобатареи. Криостаты.
Литература
[1], стр. 122 - 146: [15], стр.335-339.; [6 -10] .
Методические указания
Основным элементом замкнутых - систем охлаждения является теплообменник, вентилятор (насос) и теплоноситель. Следует изучить классификацию и основные типы теплообменников. Уяснить основные положения расчета теплообменньгх устройств и методов выбора компактного теплообменника.
Следует изучить классификацию и базовые схемы нагнетателей. Необходимо освоить графо-аналитический выбор нагнетателя.
Следует изучить основные типы радиаторов и их характеристики для систем воздушного и жидкостного охлаждения РЭС. Необходимо освоить методики выбора (графо-аналитический метод) и расчета радиатора, а также рекомендации по их применению.
установок и компрессионных холодильных машин.
Из специальных методов охлаждения следует уяснить охлаждение элементов и узлов РЭС с использованием вихревых я тепловых труб, дроссельных микроохладителей, ПТБ знать принцип работы и конструкцию, их эффективность и область применения, уяснить принцип работы регулируемых тепловых труб.
Необходимо изучить конструкции и принцип действия криостатов для жидких и твердых хладагентов.
Вопросы для самопроверки
1.Поясните порядок расчета теплообмеиных устройств.
2. Поясните порядок выбора нагнетателя
3. Поясните графо-аналитический выбор радиатора в первом приближении
4. Какими теплофизическими параметрами характеризуются тепловые трубы?
5. Объясните принцип работы компрессионно холодильной машины
6. Объясните принцип работы и устройство вихревой трубы.
7. Объясните принцип работы и устройство дроссельных микроохладителей
8. Объясните принцип работы и устройство полупроводниковой термобатареи
9.Нарисуйте эскиз конструкции криостата с жидким хладагентом
2.5 Системы терморегулирования и термостатирования РЭС
Программа
Классификация термостатов. Ошибка термостатирования и система
автоматического регулирования температуры. Моделирование тепловых режимов термостатов: Тепловая модель подогревного термостата. Автоколебательный и пусковой режимы подогревного термостата.
Литература
[4]
Методические указания
Необходимо изучить основные законы регулирования температуры и виды регуляторов. Следует уяснить базовую структурную схему автоматического регулирования температуры.
Необходимо изучить классификацию, принцип работы и обобщенную конструкцию термостатов Следует уяснить основные этапы теплового проектирования термостатов. Необходимо изучить тепловую модель подогревного термостата и основные режимы (автоколебательный и пусковой).
Вопросы для самопроверки
1.Нарисуйте эскиз обобщенной конструкции термостата
2. Что такое ошибка термостатирования?
3.Какие признаки используются для классификации термостатов?
4.Какие виды тепловых моделей используются при проектировании термостатов?
5.Для чего анализируется пусковой режим термостата?
2.6 Защита РЭС в условиях повышенной влажности
Программа
Поглощение влаги материалами. Влажностные характеристики. Основные методы и средства защиты РЭС от влаги. Полная герметизация РЭС, характеристики гермокорпусов. Способы герметизации РЭС. Газонаполнение корпусов и контроль герметичности.
Литература
[1] стр.103-109; 150
Методические указания
Необходимо изучить основные механизмы и характеристики, связанные с поглощением влаги материалами. Следует уяснить инженерные методы и средства защиты РЭС от влаги. Необходимо изучить способы герметизации и газонаполнение корпусов РЭС, атакже способы контроля герметичности.
Вопросы для самопроверки
1.Что такое сорбция?
2.Как поры влияют на влагопоглощение материалов?
3.Назовите основные характеристики процесса поглощения влаги материалами.
4.Объясните принцип влагозащиты РЭС с помощью подогрева.
5.Приведите характеристики гермокорпусов.
6.Как влияет способ герметизации корпуса на время сохраняемости герметичности?
7Какие способы контроля гермитичности корпусов существуют?
