Метод испытаний нетепловыделяющих изделий без электрической нагрузки.

1. После выдержки изделия в нормальных климатических условиях проводят его визуальный осмотр и первоначальные измерения значений параметров.

2. Изделие помещают в камеру, в которой устанавливают заданную повышенную температуру. В зависимости от требований стандартов, ТУ и ПИ повышенная температура в камере может быть установлена заранее или в процессе последующего нагрева. Продолжительность выдержки изделия при заданной температуре определяется с момента установления стационарного температурного режима в камере.

3. После достижения теплового равновесия изделие выдерживают в камере при заданной температуре в течение установленного времени.

4. По окончании выдержки проводят заключительные измерения значений параметров изделий.

Указанные измерения можно проводить непосредственно в камере, а если это невозможно, то изделие извлекают из камеры и выполняют измерения. В ряде случаев оговаривается время, в течение которого должны быть проведены указанные измерения, или температура изделия, при которой они должны быть проведены. Возможны случаи, когда визуальный осмотр и измерение значений параметров осуществляют после выдержки изделия в течение 1…2 ч в нормальных атмосферных условиях восстановления.

Испытания тепловыделяющих изделий без электрической нагрузки проводят при несколько другом порядке установки температуры в камере. В приведенную методику вводятся изменения, связанные с тем, что температура контролируемого участка (узла) изделия определяется не только температурой окружающей среды, но и теплотой, выделяемой изделием. В связи с этим при испытаниях в камере устанавливают температуру, которая была бы у контролируемого участка при условии тепловыделения испытуемого изделия, находящегося в условиях свободного обмена воздуха при заданной температуре.

В качестве контролируемого участка изделия выбирают участок с наибольшей температурой или с температурой, наиболее критичной для работоспособности изделия. Температуру контролируемого участка изделия определяют путем предварительного испытания изделия. Для чего:

1. В камеру, имитирующую условия свободного обмена воздуха, помещают одно или несколько изделий и повышают температуру до заданного значения.

2. Устанавливают режим, обеспечивающий номинальную или максимально допустимую электрическую нагрузку.

3. В стационарном тепловом состоянии изделия определяют контролируемый участок.

Реализация указанных методов измерений температуры встречает определенные трудности, поэтому, если повышенная рабочая температура изделия не превышает 100°С и температура перегрева изделия, равная разности температур контролируемого участка (узла) изделия и окружающей среды, не превышает 80°С, то температуру контролируемого участка можно определить в нормальных климатических условиях. Изделие устанавливают в помещении (вне камеры), исключающем воздействие солнечного излучения и сквозняков, подают электрическую нагрузку и после достижения изделием стационарного теплового состояния измерением температуры в ряде предполагаемых критичных точек определяют контролируемый участок. Для измерения температуры следует воспользоваться переносным термометром. Причем в случае, если габаритные размеры и масса изделия малы, целесообразно воспользоваться бесконтактным термоизмерительным прибором.

Испытания тепловыделяющих изделий под электрической нагрузкой могут проводиться в двух режимах:

1. при контроле температуры в камере;

2. при контроле температуры на поверхности изделия.

Указанные испытания могут осуществляться в камере, позволяющей имитировать условия свободного обмена воздуха, или в камере с принудительной циркуляцией воздуха. Известно, что воспроизведение условий свободного обмена воздуха в камере при испытаниях весьма затруднительно, так как даже в очень больших камерах циркуляция воздуха и распределение температуры вокруг изделия не соответствуют условиям реальной эксплуатации. Однако экспериментально установлено, что при обеспечении выполнения определенных ограничений возможно воспроизведение в камере условий, близких к условиям свободного обмена воздуха.

В первом случае указанные ограничения заключаются в том, что полезный объем камеры после размещения в нем испытуемого изделия должен обеспечить указанные в НТД минимально допустимые расстояния между испытуемыми изделиями, а также между изделиями и стенками камеры.

Во втором случае ограничения заключаются в том, что температура перегрева, определяемая как разность температур контролируемого участка (узла) изделия и окружающей среды, определенная в нормальных климатических условиях, не превышает 25 ^о С и разность между указанной в НТД на изделие повышенной рабочей температуры и температурой нормальных климатических условий испытаний не превышает 35 ^о С.

Для определения минимально допустимого расстояния между изделием с объемом более 10^–3 м³ и стенками камеры необходимо:

· подсчитать площадь поверхности S и объем V испытуемого изделия, (площадь поверхности S и объем V изделия рекомендуется определять как площадь поверхности и объем наименьшего прямоугольного параллелепипеда, в который вписывается изделие);

· определить рассеиваемую изделием мощность Q и тепловыделение с единицы поверхности изделия Q/S;

· пользуясь графиком (См. рисунок 2.4-8.21.), определить расстояние между поверхностью испытуемого изделия и стенкой камеры.

Для изделий с объемом не более 10^-3 м³, у которых рассеиваемая мощность не превышает 50 Вт, рекомендуемое минимально допустимое расстояние между поверхностью изделия и стенкой камеры должно составлять 0, 1 м.. Для изделий того же объема, но с большей рассеиваемой мощностью ( 50... 100 Вт), рекомендуемое минимально допустимое расстояние между любой поверхностью изделия и соответствующей стенкой камеры должно быть не менее 0, 2 м.

Если размеры камеры по сравнению с размерами изделия недостаточно велики и теплорассеивание изделия нарушает тепловой режим камеры, то следует применять камеры с принудительной циркуляцией воздуха. При испытаниях изделий в камере с принудительной циркуляцией воздуха со скоростью воздушного потока, не превышающей 2 м/с, распределение температуры по испытуемому изделию зависит не только от системы нагрева, но и от скорости воздушного потока, а также от расположения изделия по отношению к направлению циркуляции воздуха. В связи с этим целесообразно помимо контроля температуры камеры, осуществляемого термодатчиками, входящими в ее конструкцию, помещать в камеру измерительные термодатчики. Их располагают в точках на условной горизонтальной плоскости, находящейся ниже изделия на расстоянии, не превышающем 5 см, на середине расстояния между изделием и боковой стенкой камеры, что уменьшает влияние на них восходящих конвективных потоков. Минимально допустимое расстояние между тепловыделяющими изделиями и стенками камеры выбирают в соответствии с изложенными выше рекомендациями.

Определение минимально допустимого расстояния между тепловыделяющими изделиями основано на учете зависимости теплообмена от одновременно протекающих процессов конвекции и теплового излучения. Рекомендуется следующая методика определения указанного расстояния:

1. Изделия устанавливают в камеру, как при испытаниях.

2. Включают принудительную циркуляцию воздуха без системы обогрева, если это позволяет конструкция камеры.

3. Включают питание и выдерживают изделия до установления стационарного теплового режима, при котором температура поверхности изделий остается неизменной.

4. Измеряют температуру поверхности изделий в идентичных точках.

5. Изменяя расстояние между изделиями, измеряют разность температур между идентичными точками на поверхностях изделий.

6. За минимально допустимое расстояние между тепловыделяющими изделиями принимают расстояние, при котором эта разность температур не превышает 5 ^о С.

Особенностью метода испытаний тепловыделяющих изделий под электрической нагрузкой в камере с принудительной циркуляцией воздуха– является необходимость измерения температуры в определенных точках на поверхности изделия, а иногда даже внутри него. В связи с этим оказывается целесообразным:

1) устанавливать в камере измерительные термопреобразователи на расстоянии 5 см от контрольного участка (узла) изделия,

2) осуществлять такую регулировку температуры в камере, при которой рабочая температура контролируемого участка изделия определяется совместным нагревом, вызванным работой камеры и электрической нагрузкой изделия Значение указанной повышенной рабочей температуры определяется по ранее изложенной методике по номограмме, приведенной на рисунке 2.4-8.21.

Если в изделиях имеются узлы, которые при испытании на воздействие повышенной рабочей температуры приобретают температуру ниже, чем некоторая предельная опасная для них температура, то проводят испытания на воздействие повышенной предельной температуры среды. Указанные испытания осуществляют в камере, под электрической нагрузкой или без нее, по рассмотренным выше методикам, проводя нагрев до установления предельных температур, предусмотренных НТД. Выполнение указанных испытаний позволяет проверить способность изделия и определенных узлов выдерживать воздействие опасной для них повышенной предельной температуры.

Особенностью метода испытаний является то, что после достижения заданной предельной температуры изделие выдерживают при этой температуре до достижения теплового равновесия в течение времени, установленного в НТД, но не менее 30 мин.

При эксплуатации или хранении некоторых видов авиационной, ракетной и другой аппаратуры (например, крупногабаритной) возникают условия, когда время ее нахождения при повышенной (пониженной) температуре оказывается меньше, чем это необходимо для достижения температурной стабильности. В связи с этим во избежание тепловой нагрузки аппаратуры продолжительность испытаний сокращается. Однако требование достижения повышенной (пониженной) температуры контролируемого участка (узла) сохраняется. В этом случае температура в камере при испытаниях может задаваться соответственно выше (ниже) температуры окружающей среды в условиях эксплуатации, однако необходимо предусмотреть меры предосторожности. Известно, что эффективность теплообмена зависит от скорости движения воздуха, поэтому желательно воспроизвести скорости, соответствующие реальной эксплуатации, что вследствие ограниченности информации и трудности имитации выполнить практически невозможно. В связи с этим осуществляют самые жесткие условия испытаний («наихудшие случаи»).

При испытании нетепловыделяющих изделий рекомендуется задавать высокую скорость воздуха в испытательной камере (не менее 2м*с ^–1 ), что вызывает повышение (понижение) температуры изделия.

При испытании тепловыделяющих изделий рекомендуется снижать скорость воздуха или, если это, возможно, осуществлять испытания в условиях свободного обмена воздуха, что приведет к повышению температуры самых горячих точек испытуемого изделия.

Для достижения воспроизводимости результатов испытаний рекомендуется пользоваться определенным графиком изменения температуры во времени (рисунок 2.4-8.22.). Данный график отличается от рассмотренных выше более узким диапазоном начальной температуры (25 ±3 ^о С), определенной скоростью изменения температуры воздуха в камере в период установления температуры испытания, длительностью выдержки, отсчитываемой с момента достижения в камере заданного значения температуры воздуха.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: