Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 79
Текст из файла (страница 79)
При конструировании РЭЛ с естественным испарительным охлаждением необхо- Способаг охлаждения РЭА 279 димо обеспечить пузырьковый режим кипения прн всех возможных иа практике рабочих и аварийных нагрузках РЭА. Необходимые сведения по расчету критических тепловых нагрузок, характеризующих переход от пузырькового режима кипения к пленочному, приведены в п.
2А0.2. Принудительное испарительное охлаждение выполняется примерно по такой же схеме, как н принудительное жидкостное. Жидкость с помощью насоса прокачивается через специальные каналы в охлаждаемых узлах. Если допустимая температура охлаждаемой поверхности будет выше температуры насыщения теплоносителя при данном давлении (прн этом температура теплоносителя в ядре потока может быть и меньше температуры насыщения), на охлаждаемой поверхности может начаться процесс пузырькового кипения (кипение с недогревом).
Предельные мощности рассеивания ограничены переходом пузырькового режима кипения в пленочный, который при принудительном испарительиом охлаждении наступает при гораздо более высокой мощности рассеивания, чем при естественном испарительном охлаждении. Принудительное испарительное охлаждение является самым эффективным из всех перечислеииых способов охлаждения и позволяет обеспечить нормальный тепловой режим РЭА при максимальных удельных мощностях рассеивания. крж кондрктивнля и комвинировянияя СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ При кондуктивном охлаждении элементов, узлов и блоков аппаратуры теплота переносится теплопроводиостью и излучением.
Принцип коидуктнвного охлаждения блока схематически изображен на рис.5.3. Здесь платы А на которых смонтированы микросхемы 2, находятся в хорошем тепловом контакте с металлическими шинами 3, выполняющими роль теплостоков. По теплостокам тепловой поток поступает к коллектору 4, охлаждаемому при помощи воздушного йли жидкостного теплообмеиника б. Кондуктивное охлаждение наиболее часто применяется как способ локального охлаждения; однако 'в последнее время часто используется в блоках с очень высокой плотностью монтажа как способ общего охлаждения. В комбинированных системах охлаждения применяются различные сочетаиия воздушного, жидкостного, испарительного и коидуктивного охлаждения. В авиации широко используются комбинированные системы воздушно-испарительиого охлаждения с промежуточным теплоносителем. В изображенной на рис, 5.4 системе радиоэлектронное оборудование охлаждается воздухом, циркулирую.
щнм в замкнутом контейнере. Возду:с приводитси в движение вентилятором и Рнс. 5.3. Схема кондуктивного охлаждения. Рис 5.4. Воздушно-испарнтельная система охлаждения с промежуточным теплоносите- лем. 1 — герметичный контейнер, у — радиоэлектронное устрайстеа; 3 — бая с хладоагентам; Š— регулятор подаче хладоагента; 3 — радиатор; б — еентн- лятар. охлаждается в радиаторе. Охлаждение воздуха в радиаторе системы происходит за счет испарения жидкого хладоагента, пары которого выбрасываются в атмосфе.
ру. Лучшим хладоагентом по массц токсичности и стоимости является вода. Недостаток возлушно-испарительных систем охлаждения заклгочается в малых значениях коэффициентов теплоотдачи от нагретых поверхностей к воздуху. Однако преимущества воздуха как теплоносителя обеспечивают его широкое применение в качестве хладоагента н промежуточного теплоносителя.
Рис. 5.5. Оросительная система охаждеиия. 1 — хариус; 3 — тсал: г ~анана; 3 — галаеха раабресыаателя; Š— раде:, с элн; б — отстойная; б- насас. Тгллообмгн е радиоэлектронной аппаратуре Равд. 5 Разиовидиостью комбииироваииой системы охлаждеиия радиозлектроииого оборудования является оросительное охлаждение (рис.
5.5), В такой системе жидкость в виде капель попадает иа нагретые поверхности радиодеталей и стекает по иим в виде пленки. Охлаждеиие радиоле. талей производится в результате испареиия жидкости и коивективиого теплообмеиа между пленкой жидкости и воздухом, заполияющим корпус аппарата, Оросительиая система охлаждения оказывается более эффективной, чем воздушиая, ио меиее эффективной, чем жидкости ая. В газожидкостиых испарительиых системах охлаждеиие нагретых поверхностей производится выиуждениым потоком газа, содержащим пары и мелкие капли жидкости.
При кратковремеииом режиме работы РЭА прямеияют как описаииые выше, так и специальные срособы охлаждения. При использоваиия описаииых выше способов охлаждеиия следует иметь в виду, что рекомеидации по их прямеиеиию для длительиого режима работы ие всегда приеы. лемы для кратковремеииого режима. Специальные способы охлаждения при кратковремеииом режиме работы РЭА заключаются в основном в использовании различвого типа тепловых аккумуляторов. Простейшим тепловым аккумулятором является масса металлических конструкций блока РЭА: платы, радизторы, крепежиые детали, кожух и т. д.
При использовании оборудования и коиструкций носителей в качестве тепловых аккумуляторов иногда применяется их предварительиое захолаживаиие. Иногда для аккумуляторов тепловой энергии, выделяемой РЭА в кратковремеииом режиме, применяются специальные вещества, поглощающие тепловую зиергию в процессе фазовых превращений или химяческих реакций (2). Эидотермические химические реакции между веществами и эидотермическое раствореиие„происходящие при допустямой для РЭА температурц также используется для аккумуляции теплоты. кй.з.
системы 'охлаждеиия и ТЕРМдСТАБИЛИЗАЦИИ РЭА С ИСПОЛЬЗОВАИИЕМ РАЗЛИЧИЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В СОТР для получения холода чаще всего используются следующие физические эффекты: вихревое разделение газовых по. токов, термоэлектрическое охлаждение, дроггелироеание газов, кипение ('испарение) жидкостей, адаабагног рагишргние газов.
1. Вихревое разделеиие газовых потоков иа холодиый и горячий (эффект Раика) используется при создаиии малогабаритиых холодильных агрегатов — вихревых труб (20). Вихревой холодильпзк, отлича- ясь исключительиой простотой коиструкцяи и надежностью в работе, может быть изготовлен достаточио компактиым и легким при сравиительио небольшом расходе воздуха и давлеиии газа в иесколько сотен килопаскалей. Поиижеиие температуры в холодном потоке можио оцепить с помощью уравие. иия (20] 1 где т) = 1 — — 'эффект охлаждения 2 Ргтб [28]; здесь Ргее — турбулеитиое чясло Праидтля„ равиое для воздуха единице; Ть р, — температура и давлеиие газа перед вихревой трубой; рэ — давление холодного газа; к — показатель адиабаты.
Эиергетическое совершенство вихревых труб невелико. Оии примеияются обычио там, где имеется сжатый воздух, а габариты и масса ограиичеииы, иапример в авиации. 2. Термоэлектрическое охлаждеиие (эффект Пельтье) (рис. 5.6) обусловлено поглощением теплоты иа одном спае полупроводникового элемента и выделением его иа другом при прохождении постоянного тока через злемеит.
При поддержании температуры горячего сная иа определеииом уровне можно получить необходимую температуру холодиого спая. Миогокаскадиая батарея (горячий спай одной батареи примыкает к холодиому спаю другой и т.д.) позволяет зиачительио сиизить температуру холодного спая каскада, иепосредствеиио примыкающего к захолаживаемому прибору. Понижение температуры, создаваемое одиим злемеитом при теплоизолироваииом холодиом спае, определяется из уравиеиия (6) 8 = 0,52Тк Рис. 5.6.
Схема термоэлектрического ох- лаждеиия. 1 — еллажааемае тела; у — слой электрекэеллакм ка хелепеем елее термебатарей; 3 — термеэлемскты; 4 — каммутзцкекные аластеаы; Б — слей электраезеллцкк аа терзаем сзае; г — рахаатер. Способы оклазкдевия РЭА 4 5.2 281 Начальвле давленве, МПА Начальная техлература. К го 320 300 281 260 240 220 200 !7,5 20,6 24,! 29,0 35,8 44,9 56 2 9,1 10,6 !2,7 15,! !8,0 22.4 27,4 23,0 28,3 34,2 41,5 50,8 ?6,4 29,5 35,2 42,6 62,4 74,4 97,1 где л= (Е, — Еа)ау!х — добротность элемеита (пропорциональна квадрату разности коэффициентов термо-э. д.с. ветвей и их электрической проводимости и обратно пропорциональна теплопроводиости ветвей); 7 — температура холодного сная. Необходимые сведения для расчета добротности элементов из различных материалов приведены в табл.
9.1, 9.2, 9.4 и 9.5 [30]. От рассмотренных выше устройств термоэлектрическая батарея выгодно отличается отсутствием рабочего тела, емкостей и трубопроводов для его хранения и транспортировки, бесшумностью, компактностью, возможностью получить принципиально высокую надежность в связи с отсутствием движущихся частей. Однако при существующих значениях параметра 2 энергетическое совершенство полупроводниковых батарей ие велико, по массе и энергопотреблению они могут конкурировать с парокомпрессионными машинами при хладопроизводительностях до нескольких десятков ватт [5). Особый интерес представляют слаботочиые термоэлектрн. ческне модули, так как оии не требуют спецяальиых источников питания [12). Более полные сведения о термоэлектрическом охлаждении можно найти в [17).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
