Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники
Приведены результаты исследования теплопередающих характеристик радиатора на основе тепловой трубы для охлаждения элементов персональных компьютеров. Наведено результати дослідження теплопередаючих характеристик радіатора на основі теплової труби для охолодження елементів персональних комп.ютерів. В...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51820 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники / А.И. Руденко, В.Ю. Кравец, В.К. Зарипов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2011. — № 3. — С. 32-34. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51820 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Руденко, А.И. Кравец, В.Ю. Зарипов, В.К. 2013-12-11T19:08:11Z 2013-12-11T19:08:11Z 2011 Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники / А.И. Руденко, В.Ю. Кравец, В.К. Зарипов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2011. — № 3. — С. 32-34. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51820 Приведены результаты исследования теплопередающих характеристик радиатора на основе тепловой трубы для охлаждения элементов персональных компьютеров. Наведено результати дослідження теплопередаючих характеристик радіатора на основі теплової труби для охолодження елементів персональних комп.ютерів. Встановлено, що при щільності теплового потоку q < 4·10⁴ Вт/м² як теплоносій краще використовувати ацетон чи етанол при q > 4·10⁴ Вт/м² – воду. Показано, що запропоновані радіатори значно ефективніші від радіаторів традиційної контрукції з пласкою теплообмінною поверхнею з прямокутними платівчастими ребрами. The article presents the results of heat transfer characteristics research of the radiator on basis of a heat pipe for cooling of personal computer elements. It is determined that using acetone and ethanol as heat carriers under heat flow density q < 4·10⁴ W/m² and water under q > 4·10⁴ W/m² is preferable. It is shown that the introduced radiators are considerably more effective than the radiators of conventional design with flat heat exchange surface with a rectangle plate fin. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Обеспечение тепловых режимов Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники Теплотехнічні характеристики радіатора для ефективних систем охолодження радіоелектронної техніки Heat engineering characteristics of the radiator for effective electronic equipment cooling systems Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники |
| spellingShingle |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники Руденко, А.И. Кравец, В.Ю. Зарипов, В.К. Обеспечение тепловых режимов |
| title_short |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники |
| title_full |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники |
| title_fullStr |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники |
| title_full_unstemmed |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники |
| title_sort |
теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники |
| author |
Руденко, А.И. Кравец, В.Ю. Зарипов, В.К. |
| author_facet |
Руденко, А.И. Кравец, В.Ю. Зарипов, В.К. |
| topic |
Обеспечение тепловых режимов |
| topic_facet |
Обеспечение тепловых режимов |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Теплотехнічні характеристики радіатора для ефективних систем охолодження радіоелектронної техніки Heat engineering characteristics of the radiator for effective electronic equipment cooling systems |
| description |
Приведены результаты исследования теплопередающих характеристик радиатора на основе тепловой трубы для охлаждения элементов персональных компьютеров.
Наведено результати дослідження теплопередаючих характеристик радіатора на основі теплової труби для охолодження елементів персональних комп.ютерів. Встановлено, що при щільності теплового потоку q < 4·10⁴ Вт/м² як теплоносій краще використовувати ацетон чи етанол при q > 4·10⁴ Вт/м² – воду. Показано, що запропоновані радіатори значно ефективніші від радіаторів традиційної контрукції з пласкою теплообмінною поверхнею з прямокутними платівчастими ребрами.
The article presents the results of heat transfer characteristics research of the radiator on basis of a heat pipe for cooling of personal computer elements. It is determined that using acetone and ethanol as heat carriers under heat flow density q < 4·10⁴ W/m² and water under q > 4·10⁴ W/m² is preferable. It is shown that the introduced radiators are considerably more effective than the radiators of conventional design with flat heat exchange surface with a rectangle plate fin.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51820 |
| citation_txt |
Теплотехнические характеристики радиатора для эффективных систем охлаждения радиоэлектронной техники / А.И. Руденко, В.Ю. Кравец, В.К. Зарипов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2011. — № 3. — С. 32-34. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT rudenkoai teplotehničeskieharakteristikiradiatoradlâéffektivnyhsistemohlaždeniâradioélektronnoitehniki AT kravecvû teplotehničeskieharakteristikiradiatoradlâéffektivnyhsistemohlaždeniâradioélektronnoitehniki AT zaripovvk teplotehničeskieharakteristikiradiatoradlâéffektivnyhsistemohlaždeniâradioélektronnoitehniki AT rudenkoai teplotehníčníharakteristikiradíatoradlâefektivnihsistemoholodžennâradíoelektronnoítehníki AT kravecvû teplotehníčníharakteristikiradíatoradlâefektivnihsistemoholodžennâradíoelektronnoítehníki AT zaripovvk teplotehníčníharakteristikiradíatoradlâefektivnihsistemoholodžennâradíoelektronnoítehníki AT rudenkoai heatengineeringcharacteristicsoftheradiatorforeffectiveelectronicequipmentcoolingsystems AT kravecvû heatengineeringcharacteristicsoftheradiatorforeffectiveelectronicequipmentcoolingsystems AT zaripovvk heatengineeringcharacteristicsoftheradiatorforeffectiveelectronicequipmentcoolingsystems |
| first_indexed |
2025-11-25T23:07:00Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:07:00Z |
| _version_ |
1850577560936644608 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2011, ¹ 3
32
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
23.07 2010 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Þ. Å. ÍÈÊÎËÀÅÍÊÎ
(ÌÏÏ Óêðàèíû, ã. Êèåâ)
Ê. ò. í. À. È. ÐÓÄÅÍÊÎ, ê. ò. í. Â. Þ. ÊÐÀÂÅÖ,
ê. ò. í. Â. Ê. ÇÀÐÈÏÎÂ
Óêðàèíà, ÍÒÓÓ «Êèåâñêèé ïîëèòåõíè÷åñêèé èíñòèòóò»
E-mail: kravetz_kpi@ukr.net
ÒÅÏËÎÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÈ ÐÀÄÈÀÒÎÐÀ
ÄËß ÝÔÔÅÊÒÈÂÍÛÕ ÑÈÑÒÅÌ ÎÕËÀÆÄÅÍÈß
ÐÀÄÈÎÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÒÅÕÍÈÊÈ
Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ
òåïëîïåðåäàþùèõ õàðàêòåðèñòèê ðà-
äèàòîðà íà îñíîâå òåïëîâîé òðóáû äëÿ
îõëàæäåíèÿ ýëåìåíòîâ ïåðñîíàëüíûõ
êîìïüþòåðîâ.
Ðàçâèòèå ñîâðåìåííîé ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðà-
òóðû, â òîì ÷èñëå âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè è èíôîð-
ìàöèîííî-èçìåðèòåëüíûõ ñèñòåì, íåðàçðûâíî ñâÿçà-
íî ñ ïîñòîÿííûì ñòðåìëåíèåì ðàçðàáîò÷èêîâ ìàêñè-
ìàëüíî ñíèçèòü èõ ãàáàðèòû è ìàññó ïðè îäíîâðå-
ìåííîì óâåëè÷åíèè óäåëüíîé òåïëîâîé ìîùíîñòè,
âûäåëÿåìîé ýëåìåíòíîé áàçîé. Ïîýòîìó ðàçðàáîòêà
è ñîçäàíèå íîâûõ êîìïàêòíûõ âûñîêîýôôåêòèâíûõ
ñèñòåì îõëàæäåíèÿ, ïîçâîëÿþùèõ îáåñïå÷èâàòü îï-
òèìàëüíûå òåïëîâûå ðåæèìû ïðèáîðîâ, óçëîâ, áëî-
êîâ è äðóãèõ òåïëîíàïðÿæåííûõ ýëåìåíòîâ, ïðåäñòàâ-
ëÿåò ñîáîé àêòóàëüíóþ çàäà÷ó.
Îïûò äëèòåëüíîé ýêñïëóàòàöèè óñòðîéñòâ ïîêàçû-
âàåò, ÷òî äîïóñòèìàÿ ðàáî÷àÿ òåìïåðàòóðà áîëüøèí-
ñòâà òåïëîâûäåëÿþùèõ ýëåìåíòîâ, â ÷àñòíîñòè ïî-
ëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ, â êîòîðûõ ðåàëèçóåòñÿ
p�n-ïåðåõîä, ïðè òåïëîâûõ ïîòîêàõ 60 Âò è âûøå íå
äîëæíà ïðåâûøàòü 80îÑ. Ïî ýòîé ïðè÷èíå áîëüøèí-
ñòâî èçâåñòíûõ ñïîñîáîâ îõëàæäåíèÿ [1], ïðè êîòî-
ðûõ îòâîä òåïëîòû îò «ãîðÿ÷åãî ýëåìåíòà» ê îõëàæ-
äàþùåé ñðåäå îñóùåñòâëÿåòñÿ òîëüêî çà ñ÷åò òåïëî-
ïðîâîäíîñòè (êîìïàóíäû) èëè êîíâåêòèâíîãî òåïëî-
îáìåíà (ðàäèàòîðû âîçäóøíîãî îõëàæäåíèÿ), ñòàíî-
âÿòñÿ íåýôôåêòèâíûìè. Ñïîñîá æèäêîñòíîãî îõëàæ-
äåíèÿ, ïîçâîëÿþùèé ñóùåñòâåííî èíòåíñèôèöèðîâàòü
òåïëîîáìåí ïî ñðàâíåíèþ ñ óêàçàííûìè ìåòîäàìè
ïðèìåíÿåòñÿ, â îñíîâíîì, ïðè îõëàæäåíèè êðóïíûõ
ýëåìåíòîâ (ýëåêòðîäû ìîùíûõ ëàìï, òðàíñôîðìàòî-
ðû è äð.) è òðåáóåò óñëîæíåíèÿ êîíñòðóêöèè àïïàðà-
òóðû, à òàêæå íàëè÷èÿ âñïîìîãàòåëüíûõ óñòðîéñòâ
(íàñîñ, åìêîñòü äëÿ æèäêîñòè, òåïëîîáìåííèê è ïð.).
Êàê ñëåäóåò èç àíàëèçà ðàáîò [1, 2], íàèáîëåå ïåð-
ñïåêòèâíûìè ïóòÿìè óëó÷øåíèÿ òåïëîïåðåäàþùèõ
õàðàêòåðèñòèê ïðè ïëîòíîñòÿõ òåïëîâîãî ïîòîêà
q≥1·104 Âò/ì2 ÿâëÿþòñÿ æèäêîñòíîå, à òàêæå åñòå-
ñòâåííîå èëè ïðèíóäèòåëüíîå èñïàðèòåëüíîå îõëàæ-
äåíèå, ïðè êîòîðûõ îòâîä òåïëîòû ïðîèñõîäèò íåïî-
ñðåäñòâåííî ñ ïîâåðõíîñòè òåïëîíàïðÿæåííûõ îáúåê-
òîâ. Îäíàêî íà ïðàêòèêå ýòè ìåòîäû ïðèìåíÿþòñÿ ðåä-
êî ââèäó ñóùåñòâåííîãî óñëîæíåíèÿ êîíñòðóêöèè
ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ è ñíèæåíèÿ íàäåæíîñòè åå ðà-
áîòû.  òàêèõ ñëó÷àÿõ, ïî íàøåìó ìíåíèþ, òåïëîòó
áîëåå öåëåñîîáðàçíî îòâîäèòü ÷åðåç ñòåíêó ìèíèìàëü-
íîé òîëùèíû ñ âûñîêèì êîýôôèöèåíòîì òåïëîïðî-
âîäíîñòè, ÷òî ïîçâîëèò óïðîñòèòü òåõíîëîãèþ èçãî-
òîâëåíèÿ è ýêñïëóàòàöèþ îõëàæäàþùèõ óñòðîéñòâ.
 ïîñëåäíåå âðåìÿ â ñèñòåìàõ îõëàæäåíèÿ ñîâðå-
ìåííîé òåõíèêè âñå ÷àùå èñïîëüçóþòñÿ òåïëîâûå òðó-
áû (ÒÒ), ïîçâîëÿþùèå ýôôåêòèâíî îòâîäèòü òåïëîòó
çà ñ÷åò ôàçîâîãî ïåðåõîäà òåïëîíîñèòåëÿ (èñïàðå-
íèå � êîíäåíñàöèÿ) [3, 4]. ßâëÿÿñü àâòîíîìíûìè óñ-
òðîéñòâàìè, ðàáîòàþùèìè ïî çàìêíóòîìó èñïàðèòåëü-
íî-êîíäåíñàöèîííîìó öèêëó, ÒÒ ïîçâîëÿþò îñóùå-
ñòâëÿòü ïåðåäà÷ó è òðàíñôîðìàöèþ áîëüøèõ òåïëî-
âûõ ïîòîêîâ ñ ìèíèìàëüíûì òåðìè÷åñêèì ñîïðîòèâ-
ëåíèåì áåç äîïîëíèòåëüíûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ çàòðàò íà
òðàíñïîðò òåïëîíîñèòåëÿ ïðè îäíîâðåìåííîì ñíèæå-
íèè ìàññîãàáàðèòíûõ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåìû îõëàæ-
äåíèÿ [5, 6].
Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå
ðàäèàòîðà íà îñíîâå ÒÒ äëÿ ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ
öåíòðàëüíîãî ïðîöåññîðà (íàïðèìåð, AMD Athlon)
ìîùíûõ ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ.
Êîíñòðóêöèÿ ðàäèàòîðà è ìåòîäèêà
èññëåäîâàíèé
Îäíèì èç âîïðîñîâ, âîçíèêàþùèì ïðè ñîçäàíèè
ñèñòåì îõëàæäåíèÿ íà îñíîâå ÒÒ, ÿâëÿåòñÿ âûáîð
êîíñòðóêöèîííîãî ìàòåðèàëà è òåïëîíîñèòåëÿ èñõîäÿ
èç ñëåäóþùèõ òðåáîâàíèé: à) êîíñòðóêöèîííûé ìà-
òåðèàë êîðïóñà è êàïèëëÿðíîé ñòðóêòóðû, íàõîäÿñü â
êîíòàêòå ñ òåïëîíîñèòåëåì â óñëîâèÿõ âîçäåéñòâèÿ
ïîâûøåííîé òåìïåðàòóðû, íå äîëæåí ïîäâåðãàòüñÿ
êîððîçèîííîìó ðàçðóøåíèþ ïðè äëèòåëüíîì ôóíê-
öèîíèðîâàíèè ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ; á) òåïëîíîñè-
òåëü è êîíñòðóêöèîííûé ìàòåðèàë äîëæíû îáëàäàòü
òåïëîôèçè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, îáåñïå÷èâàþùèìè
íàèáîëåå ýôôåêòèâíóþ ïåðåäà÷ó òåïëîòû îò «ãîðÿ÷å-
ãî» ýëåìåíòà è åå îòâîä â îêðóæàþùóþ ñðåäó.
Ñ ó÷åòîì ýòèõ òðåáîâàíèé êîíñòðóêöèîííûì ìà-
òåðèàëîì äëÿ ðàäèàòîðîâ áûëà âûáðàíà ìåäü ìàðêè
Ì1, à â êà÷åñòâå òåïëîíîñèòåëåé ïðèìåíÿëèñü äèñ-
òèëëèðîâàííàÿ âîäà (ðàäèàòîð 1), àöåòîí (ðàäèàòîð 2)
è ýòèëîâûé ñïèðò (ðàäèàòîð 3). Íà ðèñ. 1 ïîêàçàí îá-
ùèé âèä ðàçðàáîòàííîé [7] è èññëåäîâàííîé êîíñò-
ðóêöèè ðàäèàòîðîâ.
Êàïèëëÿðíî-ïîðèñòàÿ ñòðóêòóðà òîëùèíîé 0,8 ìì
è ïîðèñòîñòüþ 90% ðàñïîëàãàëàñü íà âíóòðåííåé ïî-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2011, ¹ 3
33
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
âåðõíîñòè îñíîâàíèé ðàäèàòîðîâ è áûëà èçãîòîâëåíà
èç äèñêðåòíûõ ìåäíûõ âîëîêîí ïóòåì èõ ñïåêàíèÿ.
Îñíîâíûå ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû ðàäèàòîðîâ:
� îñíîâàíèå 49×49×3 ìì;
� äèàìåòð îðåáðåíèÿ 45 ìì;
� òîëùèíà ðåáðà 0,5 ìì;
� øàã îðåáðåíèÿ çîíû êîíäåí-
ñàöèè (êîëè÷åñòâî ðåáåð) 3,35 ìì (11 øò.);
� íàðóæíûé äèàìåòð çîíû ê
êîíäåíñàöèè ÒÒ 12 ìì;
� ìàêñèìàëüíûé íàðóæíûé
äèàìåòð ïåðåõîäíîãî ó÷àñòêà
è òîëùèíà åãî ñòåíêè 45 ìì, δ=0,5 ìì;
� îáùàÿ âûñîòà 53 ìì.
Èññëåäîâàíèÿ òåïëîòåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê
ðàäèàòîðîâ ïðîâîäèëèñü íà ñòåíäå, îñíîâíûì ýëå-
ìåíòîì êîòîðîãî ÿâëÿëàñü àýðîäèíàìè÷åñêàÿ òðóáà
ðàçîìêíóòîãî òèïà. Ðàáî÷èé ó÷àñòîê, â êîòîðîì óñ-
òàíàâëèâàëñÿ èññëåäóåìûé ðàäèàòîð, èìåë ïðÿìîó-
ãîëüíîå ñå÷åíèå (50×59 ìì) è ïðèñîåäèíÿëñÿ ê âñà-
ñûâàþùåìó ïàòðóáêó âåíòèëÿòîðà ñ ðåãóëèðóåìûì
÷èñëîì îáîðîòîâ. Ñêîðîñòü âîçäóøíîãî ïîòîêà èç-
ìåðÿëàñü ïíåâìîìåòðè÷åñêîé òðóáêîé Ïðàíäòëÿ ñ
ïîäêëþ÷åííûì ê íåé ìèêðîìàíîìåòðîì. Èñòî÷íèê
òåïëîâûäåëåíèÿ èìèòèðîâàëñÿ ñ ïîìîùüþ ìåäíîãî
öèëèíäðà äèàìåòðîì 12 ìì ñ íàìîòàííûì íà íåãî
íàãðåâàòåëåì èç íèõðîìà. Ìîùíîñòü òåïëîâîãî ïî-
òîêà èçìåðÿëàñü âàòòìåòðîì è ðåãóëèðîâàëàñü àâòî-
òðàíñôîðìàòîðîì.
Äëÿ óëó÷øåíèÿ êîíòàêòà îñíîâàíèÿ ðàäèàòîðà ñ
èñòî÷íèêîì òåïëîâûäåëåíèÿ ïðèìåíÿëàñü òåïëîïðî-
âîäíàÿ ïàñòà ÊÏÒ-8. Äëÿ óìåíüøåíèÿ òåïëîâûõ ïî-
òåðü â îêðóæàþùóþ ñðåäó îò âñåõ ýëåìåíòîâ ýêñïå-
ðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè ïðèìåíÿëàñü âàòà èç áàçàëü-
òîâûõ âîëîêîí ÁÑÒÂ -1.
Òåìïåðàòóðíîå ïîëå âñåõ ýëåìåíòîâ ðàäèàòîðîâ
ïî èõ âûñîòå èçìåðÿëè ìåäü-êîíñòàíòàíîâûìè òåð-
ìîïàðàìè, óñòàíîâëåííûìè íà èõ ïîâåðõíîñòÿõ. Èñ-
ñëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü ïðè ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå,
êîòîðûé ôèêñèðîâàëñÿ ïî óñòàíîâèâøèìñÿ ïîêàçà-
íèÿì âñåõ òåðìîïàð. Äèàïàçîí èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè
âîçäóøíîãî ïîòîêà wâîçä ïðè ïðîâåäåíèè îïûòîâ ñî-
ñòàâëÿë 2,73...6,17 ì/ñ.
 ýêñïåðèìåíòàõ òàêæå îïðåäåëÿëè òåìïåðàòóðó â
çîíå êîíòàêòà òåïëîíàïðÿæåííîãî ýëåìåíòà ñ îñíîâà-
íèåì ðàäèàòîðà, à òàêæå ñðåäíèå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòó-
ðû çîí íàãðåâà è êîíäåíñàöèè. Ïëîòíîñòü òåïëîâîãî
ïîòîêà â çîíå íàãðåâà ðàäèàòîðîâ îïðåäåëÿëàñü êàê
í í
q Q F= ,
ãäå Q � ìîùíîñòü ïîäâåäåííîãî òåïëîâîãî ïîòîêà;
Fí � ïëîùàäü çîíû íàãðåâà ñ êàïèëëÿðíî-ïîðèñòîé
ñòðóêòóðîé ïðè äèàìåòðå çîíû íàãðåâà 44 ìì.
Ïî ïîëó÷åííûì ðåçóëüòàòàì ðàññ÷èòûâàëèñü ñî-
îòâåòñòâóþùèå òåïëîòåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ïîêàçàë, ÷òî ïðè óâå-
ëè÷åíèè òåïëîâîé íàãðóçêè â ïðåäåëàõ èññëåäîâàí-
íîãî äèàïàçîíà íàáëþäàåòñÿ ïîñòåïåííîå óâåëè÷åíèå
òåìïåðàòóðû îñíîâàíèé âñåõ òðåõ ðàäèàòîðîâ. Îäíà-
êî, êàê âèäíî èç ðèñ. 2, ïðè qí≤1·104 Âò/ì2 ïðèìåíå-
íèå ýòèëîâîãî ñïèðòà è àöåòîíà ïðåäïî÷òèòåëüíåå, ÷åì
äèñòèëëèðîâàííîé âîäû. Ýòî ìîæíî îáúÿñíèòü òåì,
÷òî íåîáõîäèìûé äëÿ íà÷àëà êèïåíèÿ æèäêîñòè ïåðå-
ïàä ìåæäó òåìïåðàòóðîé çîíû íàãðåâà ÒÒ (îñíîâà-
íèå ðàäèàòîðà ñ íàíåñåííîé íà íåå êàïèëëÿðíî-ïîðè-
ñòîé ñòðóêòóðîé) è òåìïåðàòóðîé íàñûùåíèÿ (ïðè ñî-
îòâåòñòâóþùåì äàâëåíèè) ó àöåòîíà è ýòèëîâîãî ñïèð-
òà ìåíüøå, ÷åì ó âîäû [3]. Òî åñòü ïðîöåññ êèïåíèÿ,
ñîïðîâîæäàþùèéñÿ áîëåå èíòåíñèâíûì îòâîäîì òåï-
ëîòû îò îõëàæäàåìîãî îáúåêòà è, ñîîòâåòñòâåííî,
óìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû òåïëîïîäâîäÿùåé ïîâåðõ-
íîñòè tîñí, â ðàäèàòîðàõ 2 è 3 íà÷èíàåòñÿ ïðè áîëåå
íèçêèõ ïëîòíîñòÿõ òåïëîâîãî ïîòîêà. Ñ ïîâûøåíèåì
òåïëîâîé íàãðóçêè â ðàäèàòîðå 1, çàïðàâëåííîì âî-
äîé, òàêæå íà÷èíàåòñÿ ïðîöåññ êèïåíèÿ, õàðàêòåðè-
çóþùèéñÿ áîëåå âûñîêîé èíòåíñèâíîñòüþ òåïëîîá-
ìåíà ïî ñðàâíåíèþ ñ ýòàíîëîì è àöåòîíîì, òåïëîôè-
çè÷åñêèå ñâîéñòâà êîòîðûõ óñòóïàþò âîäå â äàííûõ
óñëîâèÿõ. Âñëåäñòâèå ýòîãî íàáëþäàåòñÿ ñíèæåíèå
òåìïåðàòóðû îñíîâàíèÿ ðàäèàòîðà 1 ïî ñðàâíåíèþ ñ
îñòàëüíûìè ðàäèàòîðàìè.
Ñ öåëüþ ñðàâíåíèÿ ðàçðàáîòàííûõ ðàäèàòîðîâ ñ
òðàäèöèîííûìè êîíñòðóêöèÿìè íà ðèñ. 2 ïðåäñòàâ-
ëåíû äàííûå èç [8], ïîëó÷åííûå äëÿ òðàäèöèîííîé
ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ ñ ïëîñêîé òåïëîîáìåííîé ïî-
âåðõíîñòüþ ñ ïðÿìîóãîëüíûìè ïëàñòèí÷àòûìè ðåá-
ðàìè ïðè ñêîðîñòè îáäóâà 3,5 ì/ñ. Çäåñü âèäíî, ÷òî
òåìïåðàòóðà îñíîâàíèÿ âñåõ ðàäèàòîðîâ íà îñíîâå
ÒÒ ïðè òåõ æå ïëîòíîñòÿõ òåïëîâîãî ïîòîêà è ïðàê-
òè÷åñêè ðàâíûõ óñëîâèÿõ îõëàæäåíèÿ çíà÷èòåëüíî
íèæå, ÷åì ó ðàäèàòîðà ñ ïëàñòèí÷àòûì îðåáðåíèåì.
Ïîòîê
âîçäóõà
4
3
2
1
6
Q
5
Ðèñ. 1. Êîíñòðóêöèÿ ðàäèàòîðà íà îñíîâå íà îñíîâå ÒÒ:
1 � îñíîâàíèå; 2 � êàïèëëÿðíî-ïîðèñòàÿ ñòðóêòóðà; 3 � îðåáðå-
íèå; 4 � çîíà êîíäåíñàöèè; 5 � ïåðåõîäíûé ó÷àñòîê; 6 � òåïëî-
âûäåëÿþùèé ýëåìåíò
tîñí, °Ñ
140
100
60
20
0 2 4 6 qí, 10�4 Âò/ì2
wâîçä=3,86 ì/ñ
tâîçä=20±1°Ñ
âîäà
àöåòîí
ýòàíîë
äàííûå [8]
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû îñíîâàíèÿ ðàäèàòîðà
îò ïëîòíîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2011, ¹ 3
34
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
Íà ðèñ. 3 ïðåäñòàâëåíû äàííûå îá èçìåíåíèè òåð-
ìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ � îäíîé èç îñíîâíûõ òåï-
ëîòåõíè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ðàäèàòîðîâ íà îñíîâå
ÒÒ, êîòîðîå îïðåäåëÿëîñü êàê
í ê
TT
í ê
1 1
;
1 1
, ,
n m
i j
i j
t t
R
Q
t t t t
n m= =
−
=
= =∑ ∑
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ïîêàçûâàåò, ÷òî âå-
ëè÷èíà òåðìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ RTT ñíèæàåòñÿ ñ
ïîâûøåíèåì ìîùíîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà Q (èç-çà óâå-
ëè÷åíèÿ èíòåíñèâíîñòè ïðîöåññîâ òåïëîîáìåíà â çî-
íàõ íàãðåâà è êîíäåíñàöèè), ïðè÷åì õàðàêòåð èçìåíå-
íèÿ çàâèñèìîñòè RTT = f(Q) íîñèò àâòîìîäåëüíûé õà-
ðàêòåð äëÿ âñåãî èññëåäîâàííîãî äèàïàçîíà èçìåíå-
íèÿ ñêîðîñòè îõëàæäàþùåãî âîçäóõà. Ýòî îáúÿñíÿåò-
ñÿ òåì, ÷òî îñíîâíîé âêëàä â îáùåå òåðìè÷åñêîå ñî-
ïðîòèâëåíèå ðàäèàòîðà Rîáù âíîñèò òåðìè÷åñêîå ñî-
ïðîòèâëåíèå òåïëîîòäà÷è îò îõëàæäàåìîé ïîâåðõíî-
ñòè ðàäèàòîðà (ðåáðà, èõ îñíîâàíèÿ è ïåðåõîäíûé ó÷à-
ñòîê) ê îìûâàþùåìó åå âîçäóøíîìó ïîòîêó. Ñ ïîâû-
øåíèåì òåïëîâîé íàãðóçêè âûøå 100 Âò (ñîîòâåòñòâåí-
íî qí >6,58·104 Âò/ì2) â ðàäèàòîðå, çàïðàâëåííîì àöå-
òîíîì, íàáëþäàåòñÿ óâåëè÷åíèå òåðìè÷åñêîãî ñîïðî-
òèâëåíèÿ âñëåäñòâèå «çàïàðèâàíèÿ» êàïèëëÿðíîé ñòðóê-
òóðû (ïðè ýòîì ÒÒ ðàáîòàåò ñòàáèëüíî).
Ïîñêîëüêó îõëàæäåíèå ðàçðàáîòàííûõ ðàäèàòîðîâ
îñóùåñòâëÿåòñÿ âîçäóøíûì ïîòîêîì, ïðàêòè÷åñêèé
èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò äàííûå îá èçìåíåíèè òåìïå-
ðàòóðû îñíîâàíèÿ ðàäèàòîðîâ â çàâèñèìîñòè îò ïëîò-
íîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà ïðè ðàçëè÷íûõ ñêîðîñòÿõ îá-
äóâà. Ýòî ïîçâîëÿåò âûáðàòü âåíòèëÿòîð ñ íàèáîëåå
ïðèåìëåìûìè ãàáàðèòíûìè è ðàñõîäíûìè õàðàêòå-
ðèñòèêàìè, à òàêæå â ñîîòâåòñòâèè ñ êîíñòðóêòèâíû-
ìè îñîáåííîñòÿìè ïðèáîðà, â êîòîðîì íàõîäèòñÿ òåï-
ëîíàïðÿæåííûé ýëåìåíò. Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíû òà-
êèå ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå ïðè èññëåäîâàíèè ðàäè-
àòîðà, çàïðàâëåííîãî äèñòèëëèðîâàííîé âîäîé. Êàê
è ñëåäîâàëî îæèäàòü, óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè îáäóâà
ñïîñîáñòâóåò çíà÷èòåëüíîìó ñíèæåíèþ òåìïåðàòóðû
îñíîâàíèÿ ðàäèàòîðà, îñîáåííî ïðè qí ≥ 4·104 Âò/ì2.
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ïîçâîëÿåò ñäåëàòü
ñëåäóþùèå âûâîäû:
� äëÿ ñèñòåì îõëàæäåíèÿ òåïëîíàïðÿæåííûõ ýëå-
ìåíòîâ ðàäèîýëåêòðîííîé òåõíèêè öåëåñîîáðàçíî
èñïîëüçîâàòü ðàäèàòîðû íà îñíîâå òåïëîâîé òðóáû,
îñîáåííî â ñëó÷àÿõ êîãäà íåâîçìîæíî ïðèìåíèòü
æèäêîñòíîå îõëàæäåíèå;
� ïðèìåíåíèå àöåòîíà â êà÷åñòâå òåïëîíîñèòåëÿ
íàèáîëåå öåëåñîîáðàçíî ïðè ïëîòíîñòÿõ òåïëîâîãî
ïîòîêà qí≤2,5·104 Âò/ì2, ýòàíîëà � ïðè qí≤4·104Âò/ì2;
� òåðìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå òåïëîâûõ òðóá íà-
õîäèòñÿ â äèàïàçîíå 0,5�0,6 °Ñ/Âò, ñóùåñòâåííî ñíè-
æàÿñü ñ óâåëè÷åíèåì ïåðåäàâàåìîãî òåïëîâîãî ïî-
òîêà;
� íàèáîëåå ïðèåìëåìûì òåïëîíîñèòåëåì äëÿ ñè-
ñòåì îõëàæäåíèÿ íà îñíîâå ìåäíûõ ÒÒ, ðàáîòàþùèõ
ïðè òåìïåðàòóðàõ âûøå 80°Ñ ÿâëÿåòñÿ äèñòèëëèðî-
âàííàÿ âîäà.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ðîòêîï Ë. Ë., Ñïîêîéíûé Þ. Å. Îáåñïå÷åíèå òåïëîâûõ ðå-
æèìîâ ïðè êîíñòðóèðîâàíèè ðàäèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû.�
Ì: Ñîâåòñêîå ðàäèî, 1976.
2. Äîìíè÷ Â. È., Çèíüêîâñêèé Þ. Ô. Êîíñòðóèðîâàíèå ÐÝÑ.
Îöåíêà è îáåñïå÷åíèå òåïëîâûõ ðåæèìîâ.� Ê.: ÓÌÊ ÂÎ, 1990.
3. Âåðëàíü À. Ô., Ãîðîøêî È. Î., Íèêîëàåíêî Þ. Å. Ìîäåëèðî-
âàíèå òåïëîâûõ è ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â ïåðñïåêòèâ-
íûõ áàçîâûõ íåñóùèõ êîíñòðóêöèÿõ ñ òåïëîâûìè òðóáàìè // Ïðî-
ìûøëåííàÿ òåïëîòåõíèêà.� 2007.� Ò. 29, ¹ 4.� Ñ. 52�58
4. Íèêîëàåíêî Þ. Å. Ñõåìíûå ðåøåíèÿ îðãàíèçàöèè òåïëîîò-
âîäà îò ôóíêöèîíàëüíûõ ìîäóëåé ÝÂÌ ñ ïîìîùüþ äâóõôàçíûõ
òåïëîïåðåäàþùèõ ýëåìåíòîâ è óñòðîéñòâ // Óïðàâëÿþùèå ñèñòå-
ìû è ìàøèíû.� 2005.� ¹ 2.� Ñ. 29�36.
5. Ñåìåíà Ì. Ã., Ãåðøóíè À. Í., Çàðèïîâ Â. Ê. Òåïëîâûå òðó-
áû ñ ìåòàëëîâîëîêíèñòûìè êàïèëëÿðíûìè ñòðóêòóðàìè.� Ê.: Âèùà
øêîëà, 1984.
6. Äóëüíåâ Ã. Í., Áåëÿêîâ À. Ï. Òåïëîâûå òðóáû â ýëåêòðîííûõ
ñèñòåìàõ ñòàáèëèçàöèè òåìïåðàòóðû.� Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü, 1985.
7. Ïàòåíò Óêðà¿íè íà êîðèñíó ìîäåëü ¹ 3942. Ðàä³àòîð //
Ðóäåíêî Î. ²., ͳùèê Î. Ï., Êðàâåöü Â. Þ., Ïàëàìàð÷óê Î. ß.�
2004.� Áþë. ¹ 12.
8. Ïèñüìåííûé Å. Í., Áóðëåé Â. Ä., Òåðåõ À. Ì., è äð. Âëèÿ-
íèå ðàçðåçêè, ïîâîðîòîâ è îòãèáêè ðåáåð íà òåïëî-àýðîäèíàìè-
÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîâåðõíîñòåé òåïëîîáìåíà // Ïðîìûø-
ëåííàÿ òåïëîòåõíèêà.� 2003.� Ò. 25.� ¹ 1.� Ñ. 10�16.
ãäå
í
t �
ê
t �
ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà â çîíå íàãðåâà, îïðåäåëÿ-
åìàÿ ïî ïîêàçàíèÿì n òåðìîïàð (n = 4), óñòà-
íîâëåííûõ â êàíàâêàõ ãëóáèíîé 1 ìì â îñíîâà-
íèÿõ ðàäèàòîðîâ;
ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà çîíû êîíäåíñàöèè, îïðå-
äåëÿåìàÿ ïî ïîêàçàíèÿì m òåðìîïàð (m = 12),
ðàñïîëîæåííûõ â òðåõ ñå÷åíèÿõ ïî âûñîòå îðåá-
ðåííîé ÷àñòè ðàäèàòîðîâ (ðåáðà, îñíîâàíèÿ ðå-
áåð), à òàêæå íà ïåðåõîäíîì ó÷àñòêå.
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
R
Ò
Ò
, °
Ñ
/Â
ò
0 40 80 120 Q, Âò
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü òåðìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðà-
äèàòîðîâ RÒÒ îò ïåðåäàâàåìîãî òåïëîâîãî ïîòîêà Q ïðè
wâîçä=2,73 ì/ñ
âîäà
àöåòîí
ýòàíîë
tîñí, °Ñ
120
100
80
60
40
20
0 4 8 qí, 10�4 Âò/ì2
wâîçä, ì/ñ:
5,45
2,73
3,86
6,17
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû îñíîâàíèÿ ðàäèàòîðà 1
îò ïëîòíîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà ïðè ðàçëè÷íîé ñêîðîñòè
ïîòîêà âîçäóõà
|