新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)熱設(shè)計與技術(shù)分析
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速調(diào)管插在聚焦線圈之中，其電子束大致位于線圈的中心線上，磁場電源將約22 A的直流電流輸入聚焦線圈，從而產(chǎn)生沿速調(diào)管軸線的直流磁場，磁場阻止電子發(fā)散，而將其聚成細(xì)束，磁場電源輸出的能量，全部消耗在線圈上，使其發(fā)熱。發(fā)射機(jī)機(jī)柜溫度報警閾值設(shè)置為60～80℃之間，當(dāng)超出設(shè)定的閾值時，雷達(dá)系統(tǒng)報設(shè)備方艙過溫信息。圖1為氣象雷達(dá)發(fā)射機(jī)原理框圖。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/160035.htm
1．2 雷達(dá)系統(tǒng)熱分析
房間級制冷是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心冷卻的傳統(tǒng)方法，在這種方式中，通過一臺或多臺并行工作的空調(diào)系統(tǒng)將冷空氣輸送到數(shù)據(jù)中心，空調(diào)系統(tǒng)對雷達(dá)設(shè)備的作用就是高效率地收集這些復(fù)雜的熱氣流并將其所攜帶的熱量排出機(jī)房，這種方式的工作原理是空調(diào)機(jī)不僅提供原始制冷量，還要充當(dāng)一個大型混合器，在機(jī)房內(nèi)不斷攪拌和混合空氣，使之達(dá)到均勻的平均溫度，防止熱點出現(xiàn)，新一代天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)部分采用的是強(qiáng)迫風(fēng)冷的散熱結(jié)構(gòu)。
根據(jù)牛頓冷卻公式，流體被冷卻時
q=h(tf-tw) (2)
其中，tw及tf分別為壁面溫度和流體溫度；用△t表示溫差，并取△t為正，則牛頓冷卻公式表示為
q=h△t或Q=Ah△t (3)
其中，h為比例系數(shù)，單位W／m2K，代表單位溫差作用下通過單位面積的熱流量，主要與冷熱通道結(jié)構(gòu)、工作電壓、風(fēng)流量、噪聲、材料、對流結(jié)構(gòu)、傳導(dǎo)系數(shù)等因素有關(guān)；q為熱流密度，單位W／m2；t為溫差，單位K。
強(qiáng)迫空氣冷卻是最常用的冷卻方式之一，其換熱系數(shù)一般在10～30 W／m2℃范圍內(nèi)，它主要應(yīng)用在熱流密度不超過0．31 W／cm2的設(shè)備中，在熱設(shè)計中，根據(jù)熱功耗、環(huán)境溫度、元器件工作溫度等因素來設(shè)計風(fēng)道和風(fēng)量，依據(jù)工作電壓、氣流量、風(fēng)壓損失、噪音等情況來選擇風(fēng)機(jī)和安裝方式，并合理安排發(fā)熱元器件位置，這種冷卻方式具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備量少、成本低等優(yōu)點，現(xiàn)有的新一代天氣雷達(dá)發(fā)射機(jī)柜制冷方式采用一個離心風(fēng)機(jī)和3個軸流風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫散熱方式。
2 新一代天氣雷達(dá)熱報警數(shù)據(jù)分析
2．1 溫度報警分析
作為新一代天氣雷達(dá)可靠性熱設(shè)計的重要指標(biāo)，機(jī)房溫度和設(shè)備方艙超溫報警是影響熱可靠性的重要參考數(shù)據(jù)，匯總分析2008～2010年河南省5部CINRAD SB雷達(dá)的報警信息，由圖表看出，溫度報警在影響系統(tǒng)的所有報警中，占36．5％，是影響雷達(dá)設(shè)備可靠性的主要因素，冷卻系統(tǒng)不穩(wěn)定、散熱結(jié)構(gòu)不合理、誤操作和人為原因是造成報警多的主要原因。
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