Интенсификация теплообмена в воздушной системе охлаждения мощных электровозных преобразовательных устройств

• Автор: Алтынова, Наталья Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 197 c. : ил

0 Г Л А В Л Е Н-И Е

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Назначение и условия работы силового полупроводникового прибора, как теплоэнергетического устройства
1.2. Анализ влияния частных термических сопротивлений на общее термическое сопротивление охлаждающей системы СПП

1.3.Системы охлаждения СПП

1.4.Анализ методов интенсификации конвективного теплообмена при вынужденном движении (применительно к задаче охлаждения СПП)

1.4.1. Увеличение теплосъема за счет развития теплообменной поверхности охладителя

1.4.2. Методы интенсификации теплоотдачи за счет гидромеханического воздействия на поток воздуха
1.4.3. Интенсификация теплообмена посредством создания в потоке жидкости неоднородностей давления

1.5. Выводы и постановка задачи

Глава II. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
В ДИФФУ30РН0-К0НФУ30РНЫХ КАНАЛАХ С ПРОНИЦАЕМЫМИ СТЕНКАМИ
2.1. Математическая модель движения жидкости в каналах переменного сечения с проницаемыми стенками
2.2. Алгоритм решения. Описание расчетной программы
2.3. Результаты исследования характеристик течения

жидкости в конфузорно-диффузорннх каналах с дрояицаемыш стенками
Выводы
Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В
СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ СПП
3.1. Экспериментальная установка. Методика проведения опытов
3.2. Планирование эксперимента. Методика обработки опытных данных
3.3. Результаты обработки опытных данных
3.4. Коэффициент эффективности перфорированного ребра
3.5. Анализ экспериментальных данных по теплоотдаче и
сопротивлению моделей охладителя СПП
Выводы
Глава IV. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕПЛООБМЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ОХЛАДИТЕЛЯ СИЛОВОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА
4.1. Оптимизационный расчет параметров теллообменной поверхности
4.2. Инженерная методика теплового расчета эффективной теплообменной поверхности для воздушного охладителя СПП
4.3. Разработка и испытание охладителя с новым узлом крепления СПП к радиатору
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

В решениях ХХУ1 съезда КПСС указано: "Главная задача одиннадцатой пятилетки состоит в обеспечения дальнейшего роста благосостояния советских ладей на основе устойчивого поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы" [I].
Чтобы решить эту задачу, необходимо повысить технико-экономические показатели производственного оборудования, в том числе и транспортных электроаппаратов, где массо-габаритные ограничения играют особенно существенную роль. Одним из важнейших узлов на электрододвижяом составе и тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог, метрополитенах, тепловозах и пассажирских вагонах усовершенствованных конструкций является преобразовательная установка. Основу этих установок составляют силовые полупроводниковые приборы (СПП). При прохождении через СПП тока возникают электрические потери, обуславливающие выделение тепла, для отвода которого в окружающую среду СПП снабжаются охладителями различного типа.
В связи с повышением мощности эдектрододвижного состава,тепловозов и устройств тягового снабжения и соответствующим увеличением токовых нагрузок СПП разработка эффективных систем охлаждения стала весьма важной и актуальной задачей.
Вопросами проектирования и исследования различных систем охлаждения на протяжении ряда лет успешно занимаются ШИТ, ЛИШИ,
ВЭИ им. В.И.Ленина, СКВ Таллинского электротехнического завода им.Калишна, ВЭлНИИ и другие организации. Предметом их исследо-

тенсифицируется теплосъем только с этой вставки, а в угловых перфорированных насадках повышены потери напора из-за отрыва потока при резких поворотах.
Но сама идея сочетания диффузорно-кояфузорного эффекта с организацией вдува - отсоса теплоносителя весьма перонективна и представляет интерес при разработке эффективных охладителей СШ.
1.5. Выводы и постановка задачи
Анализ литературных материалов позволяет сделать следующие выводы.
1. Силовые полупроводниковые приборы широко применяются в электротрансдортных установках. Их общее число на каждом электровозе весьма значительно. Уменьшение числа СПП в преобразовательной установке упрощает ее эксплуатацию, улучшает массогабаритные показатели. Для снижения количества СПП необходимо повышение нагрузочной опособнооти единичного прибора.
2. Нагрузочная способность СПП определяется интенсивностью его охлаждения. Поэтому разработка эффективных систем охлаждения является практически важной и актуальной задачей. Применение жидкостных систем обеспечивает интенсивное охлаждение, но затрудняет эксплуатацию СПП. Использование в качестве охлаждающей среды воздуха по сравнению с капельными кипящими и некипящими жидкостями имеет то преимущество, что в этом случае не требуется вторичная система охлаждения, не нужно транспортировать саму охлаждающую среду, проще эксплуатация. Однако, применение воздушных охладителей может быть целесообразно только при существенной интенсификации теплообмена. Такая задача в настоящее время в должной степени не решена.