Теплообмен при кипении жидкостей на микроповерхностях в большом объеме применительно к охлаждению элементов радиоэлектронной аппаратуры

• Автор: Кравец, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 240 c. : ил

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Глава первая. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ НА ПОВЕРХНОСТЯХ МАЛОГО РАЗМЕРА ( МИКРОПОВЕРХНОСТЯХ )

1.1. Проблемы охлаждения миниатюрных полупроводниковых приборов

1.2. Влияние размера теплоотдающей поверхности на ty«p

при кипении в большом объеме

1.3. Пульсации температуры при кипении жидкостей на

локально обогреваемых поверхностях

1.4. Теплообмен при кипении на плоских горизонтальных поверхностях малого размера

1.5. Выводы по обзору литературы и постановка задачи исследования

Глава вторая. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Экспериментальная установка
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований
2.3. Оценка погрешностей экспериментов
Глава третья. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ МИКРОПОВЕРХНОСТЕЙ
ПРИ КИПЕНИИ НА НИХ ЖИДКОСТЕЙ
3.1. Пульсации температуры микроповерхности при кипении жидкостей
3.2. Скорость роста паровых пузырей при кипении
жидкостей на микроповерхностях
3.3. Стадии кипения на микроповерхностях
Глава четвертая. ТЕПЛООБМЕН И МАКСИМАЛЬНЕЕ ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ
ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ НА МИКРОПОВЕРХНОСТЯХ
4.1. Интенсивность теплообмена при кипении жидкостей на микроповерхностях
4.2. Анализ и обобщение экспериментальных данных по пузырьковому кипению жидкостей на
микроповерхностях
4.3. Максимальные тепловые нагрузки при кипении
жидкостей на микроповерхностях
Глава IIятая. МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В
ИСПАРИТЕЛЬНО-КОНДЕНСАЦИОННЫХ ОХЛАЖДАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ РЭА
5.1. Влияние взаимного расположения микроповерхностей на критические тепловые потоки при кипении
5.2. Теплообмен при кипении жидкостей на микроповерхности,
покрытой капиллярно-пористой структурой
5.3. Рекомендации к организации процесса охлаждения
элементов РЭА, погруженных в жидкие диэлектрики
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
П.1. Некоторые результаты кинематографического исследования характеристик пузырькового кипения воды на микроповерхности диаметром 0,87.10 м
П.2. Акт о внедрении результатов диссертационной работы

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
±,т - температура ( °С, К ); д1:,дТ - перепад температур ( °С, К );
0. - тепловой поток ( Вт );
- плотность теплового потока ( Вт/м^ );
(к - коэффициент теплоотдачи ( Вт/м^ К );

0 - ускорение свободного падения ( м/с );
Пп«,КкгЯтс,Кпс “ термические сопротивления переход-корпус, корпус-теплоотвод, теплоотвод-среда и переход-среда ( град/Вт );
Р - давление ( Па );
6 - коэффициент поверхностного натяжения ( Н/м );
1 II
М - плотность жидкости и пара соответственно ( кг/м ); *2 - скрытая теплота парообразования ( Дж/кг );
Л - коэффициент теплопроводности ( Вт/м К );
9 - кинематическая вязкость ( м^/с );
О - коэффициент температуропроводности ( м/с );
СР - удельная теплоемкость ( Дж/кг К );
0 - краевой угол смачивания ( град );
^ - частота ( Гц );

П - количество центров парообразования ( 1/м );
V - объем ( м^);
с! - диаметр ( м );
С - расстояние С м );
Р - радиус ( м );
П - периметр ( м );
Г - площадь ( м^);
§ - толщина ( м );
- среднеквадратичная шероховатость ( мкм );
Ь - координата центра парового пузыря ( м );

пения.
Таким образом, несмотря на многообразие физических моделей пузырькового кипения, в настоящее время нет общей теории, которая бы позволила с достаточной для практики точностью расчитывать характеристики этого процесса.
Из обзора работ по исследованию интенсивности теплообмена при кипении на поверхностях малого размера (микроповерхностях) следуют следующие выводы:
1. Условия формирования теплового пограничного слоя при кипении на микроповерхностях приводят к изменению внутренних характеристик пузырькового кипения, являющихся своеобразным отображением интенсивности протекающих процессов.
2. Интенсивность теплоотдачи при кипении на плоских горизонтально расположенных микроповерхностях во многом зависит от влияния наведенной конвекции и, как следствие этого, должна зависеть от размеров поверхностей теплообмена.
3. Кипение на микроповерхностях возникает при больших температурных перегревах и удельных нагрузках.
4. Б литературе имеется ограниченное количество работ, посвященных исследованию интенсивности теплообмена при пузырьковом кипении на микроповерхностях. Это не позволяет обобщить имеющийся материал известными соотношениями.
1.5. Выводы по обзору литературы и постановка задачи исследования
На основании проведенного анализа литературных данных можно сформулировать следующие выводы:
I. Постоянное повышение мощности разрабатываемых новых миниатюрных полупроводниковых приборов приводит к более жесткому температурному режиму работы их кристаллов. Применяемые в настоящее время методы отвода теплоты (кипение на корпусе полупровод-