Принципы построения высокоэффективных систем охлаждения электронных приборов

Принципы построения высокоэффективных систем охлаждения электронных приборов

Автор: Улитенко, Александр Иванович

Шифр специальности: 05.27.02

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Рязань

Количество страниц: 419 с. ил.

Артикул: 4664986

Автор: Улитенко, Александр Иванович

Стоимость: 250 руб.

Принципы построения высокоэффективных систем охлаждения электронных приборов  Принципы построения высокоэффективных систем охлаждения электронных приборов 

ВВЕДЕНИЕ.
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ.
1.1. Влияние теплового режима на надежность и параметры приборов.
1.2. Основные виды теплопередачи, используемые в системах охлаждения электронных приборов и устройств.
1.2.1. Передача тепла излучением.
1.2.2. Передача тепла теплопроводностью
1.2.3. Передача тепла конвекцией.
1.3. Системы жидкостного охлаждения.
1.3.1. Устройство и принцип работы жидкостных систем
1.3.2. Пути повышения эффективности жидкостного охлаждения
1.3.3. Проблема отложений
1.4. Использование тепловых груб в системах охлаждения электронных приборов
1.5 Проблема интенсификации теплообмена с окружающей средой.
1.6. Постановка задачи
2. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ С ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИМ ТРАКТОМ НА ОСНОВЕ ЖИДКОСТНОЙ МАГИСТРАЛИ
2.1. Выбор теплоносителя промежуточного контура
2.2. Температурная диаграмма процесса охлаждения приборов, полный температурный напор в системе, нижняя граница массовых расходов теплоносителей
2.3. Элементы гидромеханики, затраты мощности на перемещение теплоносителя
2.3.1 Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости.
2.3.2 Гидравлические потери в системе.
2.3.3 Затраты мощности на перемещение теплоносителя
2.4. Основные элементы индивидуальных систем охлаждения
приборов.
2.4.1. Нагнетатели
2.4.2. Расширительный резервуар.
2.4.3. Стабилизатор потока
2.4.4. Арматура контура.
2.4.5. Промежуточные теплообменники.
2.5. Основные положения теплового расчета теплообменников
2.6. Общие замечания по выбору геометрии каналов теплообменника.
2.7. Оценка граничных условий в каналах реальных теплообменников
2.8. Исследование условий теплообмена в плоских каналах большой протяженности
2.8.1. Конструкция экспериментальных макетов
2.8.2. Схема экспериментальной установки
2.8.3. Исследование теплоотдачи при ламинарном режиме
течения.
2.8.4. Исследование теплоотдачи при переходном режиме
течения.
2.9. Влияние толщины стенки на условия теплоотдачи и проницаемость каналов.
2 Интенсификация теплообмена в каналах при ламинарном режиме течения
. Конструкция экспериментальных макетов с поверхностью в виде системы стержневых смещенных ребер
Анализ экспериментальных результатов.
2 Расчет и проектирование систем
. Параметр теплопередачи системы.
. Форма представления теплофизических свойств теплоносителя .
. Зависимость параметра теплопередачи в рубашке охлаждения прибора от мощности нагнетателя.
. Средняя температура теплоносителя промежуточного
контура
. Средняя температура теплоносителя внешнего контура системы.
. Средний температурный напор в теплообменнике
. Среднелогарифмический температурный напор
. Зависимость параметра теплопередачи в каналах теплообменника от критерия Рейнольдса
. Критерий качества теплоносителя внутреннего контура
2. Длина каналов теплообменника
2. Эквивалентный диаметр каналов.
2. Оптимизация систем охлаждения по массе
2. Оптимальное значение критерия Рейнольдса во внутреннем контуре теплообменника
2. Значение критерия Рейнольдса во внешнем контуре теплообменника
2. Методика расчета оптимизированных по массе систем.
2 Выводы.
3. ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ТРУБЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ.
3.1. Основные принципы конструирования тепловых труб большой протяженности.
3.1.1. Выбор рабочей жидкости.
3.1.2. Корпус тепловой трубы
3.1.3 Капиллярная структура
3.2. Разработка гибкой артериальной структуры
3.2.1. Конструкция гибкой артерии.
3.2.2. РТсследование осевой проницаемости.
3.2.3. Исследование радиальной проницаемости
3.2.4. Исследование капиллярных характеристик.
3.2.5. Проектирование гибких артерий
3.3. Конструирование артериазьных тепловых труб
3.3.1. Артериальные тепловые трубы с раздающей капиллярной структурой на основе сеточных полотен
3.3.2. Артериальные тепловые трубы с раздающей капил
лярной структурой, выполненной методом электроискровой обработки.
3.3.3. Артериальные тепловые трубы с раздающей капил
лярной структурой, выполненной методом порошковой металлургии.
3.3.4. Артериальные термосифоны.
3.4. Технология изготовления тепловых труб.
3.4.1. Изготовление корпуса.
3.4.2. Изготовление раздающей капиллярной структуры
3.4.3. Технология изготовления артерий
3.4.4. Заполнение тепловых труб теплоносителем.
3.5. Исследование параметров артериальных тепловых труб
3.6. Выводы
4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕ
4.1. Оптимизация условий теплоотдачи кольцевого ребра
4.2. Охлаждение электронных приборов естественной конвекцией
4.2.1. Сброс тепла с помощью массивных конструкционных
элементов
4.2.2. Сброс тепла с помощью воздушного радиатора
4.3. Охлаждение электронных приборов вынужденной конвекцией.
4.3.1. Воздушный теплообменник с пластинчатым орсбрс
4.3.2. Воздушный теплообменник со спиральнопроволочным оребрением.
4.4. Выводы
5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПРИБОРОВ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ И ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
5.1. Разработка термоэлектрических холодильников на базе унифицированных термоэлектрических батарей
5.1.1. Термоэлектрических холодильников на базе унифи
цированных термоэлектрических батарей типа Селен
5.1.2. Термоэлектрических холодильников на базе унифи
цированных термоэлектрических батарей типа ТЭМО.
5.2. Стабилизация теплового режима приборов малой и средней
мощности в условиях изменяющейся температуры окружающей среды.
5.3. Стабилизация теплового режима мощных электронных приборов и устройств
5.4. Выводы.
6. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ С ЖИДКОСТНЫМ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИМ ТРАКТОМ.
6.1. Стационарная система охлаждения ионного лазера с рассеиваемой тепловой мощностью кВт.
6.1.1. Конструкция активного элемента ионного лазера
ЛГ2.
6.1.2. Результаты расчета и оптимизации системы охлаждения типа жидкость жидкость.
6.1.3. Конструкция жидкостного теплообменника
6.1.4. Система охлаждения типа жидкость жидкость
6.2. Автономная система охлаждения ионного лазера с рассеиваемой тепловой мощностью ,5 кВт
6.2.1. Конструкция активного элемента ионного лазера типа
6.2.2. Результаты анализа теплового режима системы
6.2.3. Конструкция воздухоохлаждаемого теплообменника
6.2.4. Система охлаждения типа жидкость воздух
6.3. Встроенная система охлаждения ССЬлазера с рассеиваемой
мощностью Вт
6.3.1. Устройство и принцип работы системы охлаждения с
возвратнопоступательным режимом движения теплоносителя. .
6.3.2. Основные расчетные соотношения
6.3.3. Силовая характеристика нагнетателя
6.3.4. Импульсный источник питания.
6.3.5. Условия теплообмена в жидкостной магистрали
6.3.6. Теплорассеиваюций элемент
6.3.7. Слазер с встроенной системой охлаждения
6.4. Выводы.
7. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ НА ОСНОВЕ АРТЕРИАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ
7.1. Система охлаждения импульсного водородного тиратрона
7.1.1. Тепловой режим оболочки прибора
7.1.2. Обеспечение теплового режима катодносеточного
узла тиратрона с помощью установочной панели
7.1.3. Обеспечение теплового режима анодного узла тиратрона с помощью тепловой трубы.
7.2. Система охлаждения Слазера с возбуждением разрядом постоянного тока.
7.2.1. Анализ существующей системы охлаждения.
7.2.2. Слазер с системой охлаждения на базе гибкой тепловой трубы.
7.3. Система охлаждения Слазера с высокочастотным возбуждением.
7.3.1. Анализ существующей системы охлаждения.
7.3.2. Условия электрического согласования теплопередающего тракта с системой возбуждения лазера
7.3.3. Конструкция Слазсра с системой охлаждения на
базе цельнометаллических тепловых труб
7.4. Система охлаждения СВЧдиода Ганна.
7.4.1. Анализ теплового режима СВЧдиода в условиях повышенной температуры окружающей среды
7.4.2. Термоэлектрическая система охлаждения СВЧдиода Ганна с теплопередающим трактом на основе тепловой трубы
7.5. Выводы.
8. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ЖИДКОСТНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ В ЭНЕРГОЕМКИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ.
8.1. Энергосберегающая технология проточного нагрева деиони
зованной воды для финишной промывки деталей высоковольтных герконов.
8.1.1. Анализ процесса нагрева воды по существующей
технологии
8.1.2. Анализ эффективности процесса нагрева воды по
энергосберегающей технологии.
8.1.3. Система быстрого нагрева воды в потоке по энергосберегающей технологии
8.1.4. Результаты испытаний
8.2. Энергосберегающая технология быстрого охлаждения парного молока в условиях летних ферм.
8.2.1. Требования, предъявляемые к молоку при массовых
заготовках.
8.2.2. Состояние проблемы охлаждения молока
8.2.3. Показатель эффективности технологических процессов и оборудования
8.2.4. Принципы построения энергосберегающей техноло
гии быстрого охлаждения молока в процессе его получения
8.2.5. Элементы подключения проточного охладителя к доильной установке
8.2.6. Фильтры механической очистки молока.
8.2.7. Собственный гидростатический напор
8.2.8. Водопроводная магистраль
8.2.9. Скважина малой производительности.
8.2 Общие замечания по выбору параметров молокоох
ладителей
8.2 Методика расчета молокоохладителей
8.2 Конструкции проточных молокоохладителей.
8.2 Настройка и обслуживание молокоохладителей
8.2 Результаты испытаний
8.2 Перспективная разработка
8.3. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


Поэтому при рассеянии значительных тепловых потоков возникает необходимость в использовании развитых поверхностей теп
лообмена , а таюке проведении дополнительных исследований по интенсификации теплообмена с окружающей средой. Теплоотдача при вынужденной конвекции. СЯетРгп к, 1. С, т, п и к характеризуют геометрию системы, режим движения и особенности взаимодействия теплоносителя с поверхностью теплообмена. Внешнее обтекание тел. При внешнем обтекании поверхности теплообмена рассматриваются два режима движения теплоносителя ламинарный и турбулентный. Граница перехода от ламинарного режима течения к турбулентному режиму зависит от формы омываемой поверхности и определяется значением критерия Рейнольдса. В качестве характерного размера системы X при расчете критериев и Яе используется длина обтекания, измеренная в направлении вектора средней скорости набегающего потока. Значения констант С, т, п и к в уравнении 1. Таблица 1. Значения констант С, т, п и к в уравнении 1. РгРг5 Турбулентный Яе МО
Индекс ст при критерии Прандтля в табл. В остальных случаях при расчете критериев , И. Рг в качестве определяющей температуры принимается температура невозмущенного потока. Каналы и трубы. При анализе условий теплоотдачи в каналах различают три режима движения теплоносителя ламинарный, переходный и турбулентный. В качестве характерного размера системы X при расчете критериев и е используется поперечный размер канала. Для трубы с круглой формой поперечного сечения он равен ее внутреннему диаметру с1. Т1. Тх и Т2 температура теплоносителя на входе и выходе канала. Наиболее полно исследованными являются ламинарный Ке и турбулентный е режимы движения. Значения констант С,т,п и к в уравнении 1. Таблица 1. Значения констант С, т, п и к в уравнении 1. Поправочный коэффициент 5 входящий в коэффициент к для турбулентного режима движения учитывает влияние теплового начального участка. Зависимость в, Ые, приведена на рис. Рис. Поираика в формуле 1. Поскольку константы Сут,п и к в табл. П его смачиваемый периметр. С учетом 1. Следующей, достаточно широко распространенной формой сечения каналов, является прямоугольная труба, а также ее предельный случай плоский зазор, образованный параллельными пластинами. Значения констант С,туп и к в уравнении 1. Таблица 1. Значения констант С, л, и к в уравнении 1. При расчете теплоотдачи по данным табл. Гст или постоянной плотности теплового потока дст , что в практике построения индивидуальных систем охлаждения встречаются достаточно редко. Поэтому пользоваться ими следует с известной мерой осторожности при обязательном детальном анализе реальных граничных условий. В случае их значительного расхождения, расчет целесообразно производить по опытным данным, полученным в условиях, близких к реальным. Вполне очевидно, что такой подход требует проведения соответствующих теплотехнических экспериментов. Что касается переходного режима движения теплоносителя , то для него расчетные рекомендации разработаны не достаточно полно . Оценка теплоотдачи в этом случае проводится путем расчета для ламинарного и турбулентного режимов и далее полагается, что коэффициент теплоотдачи в переходном режиме движения принимает среднее значение , . При проведении более строгих расчетов возникает необходимость в проведении уточняющих экспериментов . Данные устройства предназначены для охлаждения приборов с высоким уровнем плотности рассеиваемой мощности, вплоть до значений порядка ЫО7 Втм2. В основном это мощные генераторные лампы, клистроны, ЛБВ, твердотельные и газовые лазеры . Как правило, конструкции радиоэлектронных устройств при жидкостном охлаждении значительно сложнее, чем при воздушном . Однако, несмотря на это, жидкостные системы, благодаря своей высокой универсальности, достаточно часто используются для обеспечения тепловых режимов приборов малой и средней мощности, конструктивные особенности которых ограничивают возможность применения других способов теплоотвода. В стационарных условиях эксплуатации электронной аппаратуры обычно используется водяное охлаждение с разомкнутым контуром рис. Рнс.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.239, запросов: 229