0028

X — przewodnictwo cieplne materiału ścianki [W/cm °C]

ctj — współczynnik przejmowania ciepła przez ściankę (unoszenie + absorbcja) [W/cm² °C]

_0j — współczynnik oddawania ciepła przez ściankę (unoszenie + promieniowanie) [W/cm² °C]

może być przedstawiona jako prąd przepływający przez kondensator o pojemności C;

/ = C

dU

dr

(6-33)

6.2. Analogia elektrotermiczna

Zagadnienia cieplne można rozwiązywać metodami analitycznymi, graficznymi, numerycznymi lub w oparciu o analogię elektrotermiczną.

Ponieważ zjawiska cieplne i elektryczne opisywane są podobnymi równaniami, a wielkości wchodzące do tych równań dają się podobnie interpretować (tablica 6.17), dogodnie jest przedstawiać układy cieplne w postaci obwodów elektrycznych.

Równanie na przewodzenie ciepła:

W ten sposób układy cieplne mogą być modelowane i obliczane zgodnie z prawami Kirchoffa dla obwodów elektrycznych. Elementy układu cieplnego, przez które następuje przewodzenie, przedstawia się jako oporności cieplne: s

^Rt=s/(^t) ^{dx    (6}'³⁴⁾

a unoszenie i promieniowanie wyraża się o-pornością

Rt —

1

(«łc + «p) F

(6-35)

P =

X F <5

AT

(6-29)

i równanie na unoszenie i promieniowanie:

P = (a* + a_p) F AT    (6-30)

mogą być interpretowane podobnie jak prawo Ohma na przepływ prądu I przez obwód o rezystancji R:

1

I = — AU    (6-31)

R

a ilość ciepła pochłaniana przez ciało o masie G i cieple właściwym c_p:

„ dT

P = G e_p - (6-32)

dr

gdzie:

o.k, c'_p — współczynniki przejmowania ciepła przez unoszenie i promieniowanie [W/cm² °C],

F — powierzchnia przejmowania ciepła przez unoszenie i promieniowanie [cm²].

W tablicy 6.8 podano zależności do obliczania oporności cieplnej elementów o różnych kształtach. Przykładem wykorzystania analogii elektrotermicznej jest obwód cieplny połączenia śrubowego przedstawiony na rys. 6.32. W konstrukcjach elektrycznych często występuje przypadek mechanicznego mocowania elementu do płyty nośnej z odizolowaniem elektrycznym.

Strumień ciepła z elementu (punkt A) przechodzi do płyty nośnej dwiema drogami.

Tablica 6.17. Analogia pomiędzy podstawowymi wielkościami cieplnymi i elektrycznymi

Układ cieplny			Układ elektryczny
Wielkość	Oznacze nie	Jednost.	Wielkość	Oznacze nie	Jednost.
Strumień ciepła	p	W	Prąd	/	A
Temperatura	T,t	°C, K	Potencjał	u	V
Oporność cieplna	Rt	^CC/W	Rezystancja	R	n
Przewodnictwo cieplne		W/^0C cm	Przewodność		mm^2cm
	X			y	n
Pojemność cieplna	c	J/°C	Pojemność	c	F
Ilość ciepła	Q	J	Ładunek	Q	C
Bezwładność cieplna	T	s	Stała czasowa	T	S

6. ODPROWADZANIE CIEPŁA Z URZĄDZEŃ ELEKTRONICZNYCH

202