реферат
Күшті электронды қуат құрылғыларының жылуды бөлу талаптарын мақсат етіп, оларды салқындату үшін ауамен салқындатылған радиаторлардың жылу алмасу технологиясы терең зерттелді.Күштік құрылғыны салқындату үшін ауамен салқындатылатын радиатордың құрылымдық сипаттамалары мен техникалық талаптарына сәйкес әртүрлі құрылымдары бар ауамен салқындатылған радиатордың жылу өнімділігі сынақтары жүргізіледі, ал қосалқы тексеру үшін симуляциялық есептеу бағдарламалық құралы қолданылады.Соңында, бірдей температураны көтеру сынақтарының нәтижелері бойынша қысымды жоғалту, бірлік көлемдегі жылуды бөлу және қуат құрылғысын орнату беттерінің температура біркелкілігі бойынша әртүрлі құрылымдары бар ауамен салқындатылған радиаторлардың сипаттамалары салыстырылды.Зерттеу нәтижелері ұқсас құрылымдық ауамен салқындатылатын радиаторларды жобалауға анықтама береді.
Түйін сөздер:радиатор;ауаны салқындату;термиялық өнімділік;жылу ағынының тығыздығы
0 Алғы сөз
Күштік электроника ғылымы мен технологиясының ғылыми дамуымен қуат электроникасының қуат құрылғыларын қолдану кеңірек болды.Электрондық құрылғылардың қызмет ету мерзімі мен өнімділігін анықтайтын нәрсе - бұл құрылғының өзінің өнімділігі және электрондық құрылғының жұмыс температурасы, яғни электронды құрылғыдан жылуды шығару үшін пайдаланылатын радиатордың жылу беру қабілеті.Қазіргі уақытта жылу ағынының тығыздығы 4 Вт/см2-ден аз қуатты электронды жабдықта ауамен салқындатылатын салқындату жүйелерінің көпшілігі қолданылады.радиатор.
Чжан Лянжуан және т.б.ауамен салқындатылған модульдердің термиялық модельдеуін жүргізу үшін FloTHERM қолданды және эксперименттік сынақ нәтижелерімен модельдеу нәтижелерінің сенімділігін тексерді және бір уақытта әртүрлі суық пластиналардың жылуды тарату өнімділігін тексерді.
Ян Цзиньшань зерттеу нысаны ретінде ауамен салқындатылған үш типтік радиаторларды (яғни, түзу финді радиаторлар, металл көбікпен толтырылған тікбұрышты арналы радиаторлар және радиалды фин радиаторлары) таңдап, радиаторлардың жылу беру қабілетін арттыру үшін CFD бағдарламалық құралын пайдаланды.Және ағын мен жылу берудің кешенді өнімділігін оңтайландырыңыз.
Ван Чанчан және басқалары салыстырмалы талдау үшін эксперименттік деректермен біріктірілген ауамен салқындатылған радиатордың жылуды тарату өнімділігін модельдеу және есептеу үшін FLoTHERM жылу диссипациясының симуляциялық бағдарламалық құралын пайдаланды және салқындату желінің жылдамдығы, тіс тығыздығы және температура сияқты параметрлердің әсерін зерттеді. ауамен салқындатылған радиатордың жылуды тарату өнімділігінің биіктігі.
Шао Цян және т.б.мысал ретінде тікбұрышты қалқанды радиаторды алу арқылы мәжбүрлі ауаны салқындату үшін қажетті эталондық ауа көлемін қысқаша талдады;радиатордың құрылымдық формасы мен сұйықтық механикасының принциптеріне сүйене отырып, салқындатқыш ауа арнасының желге төзімділігін бағалау формуласы алынды;желдеткіштің PQ сипаттамалық қисығының қысқаша талдауымен біріктірілгенде, желдеткіштің нақты жұмыс нүктесі мен желдету ауасының көлемін жылдам алуға болады.
Пан Шужие зерттеу үшін ауамен салқындатылған радиаторды таңдап, жылу бөлуді есептеу, радиаторды таңдау, ауамен салқындатылған жылу бөлуді есептеу және жылу тарату дизайнындағы желдеткіш таңдау қадамдарын қысқаша түсіндірді және қарапайым ауамен салқындатылған радиатор дизайнын аяқтады.ICEPAK термиялық модельдеу бағдарламалық құралын пайдалану, Liu Wei et al.радиаторларға арналған салмақты азайтудың екі жобалау әдісіне салыстырмалы талдау жүргізді (қанат аралығын ұлғайту және желбезек биіктігін азайту).Бұл мақалада профильді, күрек тісті және ауамен салқындатылған радиаторлардың құрылымы мен жылуды тарату өнімділігі келтірілген.
1 Ауамен салқындатылатын радиатор құрылымы
1.1 Жиі қолданылатын ауамен салқындатылатын радиаторлар
Жалпы ауамен салқындатылған радиатор металды өңдеу арқылы қалыптасады, ал салқындатқыш ауа электронды құрылғының жылуын атмосфералық ортаға тарату үшін радиатор арқылы өтеді.Кәдімгі металл материалдардың ішінде күміс ең жоғары жылу өткізгіштікке ие 420 Вт/м*К, бірақ ол қымбат;
Мыстың жылу өткізгіштігі 383 Вт/м· К, күміс деңгейіне салыстырмалы түрде жақын, бірақ өңдеу технологиясы күрделі, құны жоғары және салмағы салыстырмалы түрде ауыр;
6063 алюминий қорытпасының жылу өткізгіштігі 201 Вт/м· К. Ол арзан, өңдеудің жақсы сипаттамалары, беті оңай өңделуі және құны жоғары өнімділікке ие.
Сондықтан қазіргі ауамен салқындатылған радиаторлардың материалы әдетте осы алюминий қорытпасын пайдаланады.1-суретте екі жалпы ауамен салқындатылатын радиаторлар көрсетілген.Әдетте қолданылатын ауамен салқындатылған радиаторларды өңдеу әдістеріне негізінен мыналар жатады:
(1) Алюминий қорытпасын сызу және қалыптау, бірлік көлемдегі жылу беру ауданы шамамен 300 м жетуі мүмкін2/m3, ал салқындату әдістері табиғи салқындату және мәжбүрлі желдету салқындату болып табылады;
(2) Жылу қабылдағыш пен субстрат бір-біріне салынған, ал жылу қабылдағыш пен негіз тойтару, эпоксидті шайырмен байланыстыру, дәнекерлеу, дәнекерлеу және басқа процестер арқылы қосылуы мүмкін.Сонымен қатар, субстраттың материалы мыс қорытпасы болуы мүмкін.Бірлік көлемдегі жылу беру ауданы шамамен 500 м2/м3 жетуі мүмкін, ал салқындату әдістері табиғи салқындату және мәжбүрлі желдету салқындату болып табылады;
(3) Күрек тісті қалыптастыру, радиатордың бұл түрі жылу қабылдағыш пен субстрат арасындағы жылу кедергісін жояды, радиатордың арасындағы қашықтық 1,0 мм-ден аз болуы мүмкін және бірлік көлемдегі жылу беру аймағы шамамен 2 500 жетуі мүмкін. м2/m3.Өңдеу әдісі 2-суретте көрсетілген, ал салқындату әдісі - мәжбүрлі ауамен салқындату.
1-сурет. Жиі қолданылатын ауамен салқындатылған жылу қабылдағыш
2-сурет. Күрек тісті ауамен салқындатылатын радиаторды өңдеу әдісі
1.2 Пластина тәрізді ауамен салқындатылған радиатор
Пластиналы ауамен салқындатылған радиатор - бұл бірнеше бөліктерді дәнекерлеу арқылы өңделген ауамен салқындатылған радиатордың бір түрі.Ол негізінен үш бөліктен тұрады, мысалы, жылу қабылдағыш, қабырға тақтасы және негізгі тақта.Оның құрылымы 3-суретте көрсетілген. Салқындатқыш желбезектер жалпақ қанаттарды, гофрленген қанаттарды, тізбелік қанаттарды және басқа құрылымдарды қабылдай алады.Қабырғаларды дәнекерлеу процесін ескере отырып, пластина-финді ауамен салқындатылған радиатордың дәнекерлеуін қамтамасыз ету үшін қабырғалар, жылу қабылдағыштар және негіздер үшін 3 сериялы алюминий материалдары таңдалады.Пластина-финді ауамен салқындатылған радиатордың көлемі бірлігіне келетін жылу беру ауданы шамамен 650 м2/м3 жетуі мүмкін, ал салқындату әдістері табиғи салқындату және мәжбүрлі желдету салқындату болып табылады.
3-сурет. Пластина тәрізді ауамен салқындатылатын радиатор
2 Әртүрлі ауамен салқындатылған радиаторлардың жылу өнімділігі
2.1Әдетте пайдаланылған профильді ауамен салқындатылған радиаторлар
2.1.1 Табиғи жылу диссипациясы
Жиі қолданылатын ауамен салқындатылатын радиаторлар негізінен электронды құрылғыларды табиғи салқындату арқылы салқындатады, ал олардың жылуды тарату өнімділігі негізінен жылу таратқыш қалқандардың қалыңдығына, желбезектердің қадамына, желбезектердің биіктігіне және жылу таратқыштың ұзындығына байланысты. салқындату ауа ағынының бағыты бойынша.Табиғи жылу диссипациясы үшін тиімді жылу тарату аймағы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым жақсы.Тікелей жол - желбезек аралығын азайту және қанаттар санын көбейту, бірақ қанаттар арасындағы саңылау табиғи конвекцияның шекаралық қабатына әсер ететіндей аз.Іргелес желбезек қабырғаларының шекаралық қабаттары бір-біріне жақындағаннан кейін желбезектердің арасындағы ауа жылдамдығы күрт төмендейді, сонымен қатар жылуды бөлу әсері де күрт төмендейді.Модельдік есептеу және ауамен салқындатылған радиатордың жылу өнімділігін сынақтан анықтау арқылы, жылу таратқыштың ұзындығы 100 мм және жылу ағынының тығыздығы 0,1 Вт/см болғанда.2, әр түрлі желбезек аралықтарының жылуды тарату әсері 4-суретте көрсетілген. Ең жақсы пленка қашықтығы шамамен 8,0 мм.Салқындатқыш қанаттардың ұзындығы ұлғайса, оңтайлы қанаттар аралығы үлкенірек болады.
4-сурет.Субстрат температурасы мен қанаттар аралығы арасындағы байланыс
2.1.2 Мәжбүрлі конвекциялық салқындату
Гофрленген ауамен салқындатылған радиатордың құрылымдық параметрлері - желбезек биіктігі 98 мм, желбезектің ұзындығы 400 мм, желбезектің қалыңдығы 4 мм, желбезек аралығы 4 мм, салқындатқыш ауаның бетпе-бет жылдамдығы 8 м/с.Жылу ағынының тығыздығы 2,38 Вт/см гофрленген ауамен салқындатылған радиатор2температураны көтеру сынағынан өтті.Сынақ нәтижелері көрсеткендей, радиатордың температурасының жоғарылауы 45 К, салқындатқыш ауаның қысымының жоғалуы 110 Па, ал бірлік көлемдегі жылу шығыны 245 кВт/м.3.Сонымен қатар, қуат құрамдастарын бекіту бетінің біркелкілігі нашар және оның температура айырмашылығы шамамен 10 ° C жетеді.Қазіргі уақытта бұл мәселені шешу үшін мыс жылу құбырлары әдетте ауамен салқындатылған радиатордың орнату бетіне көміледі, осылайша қуат құрамдастарын орнату бетінің температуралық біркелкілігін жылу құбырын төсеу бағытында айтарлықтай жақсартуға болады және әсері тік бағытта айқын емес.Егер субстратта бу камерасының технологиясы қолданылса, қуат құрамдастарын орнату бетінің жалпы температура біркелкілігін 3 °C шегінде басқаруға болады, сонымен қатар жылу қабылдағыштың температурасының көтерілуін белгілі бір дәрежеде азайтуға болады.Бұл сынақ бөлігін шамамен 3 °C төмендетуге болады.
Термиялық симуляциялық есептеу бағдарламалық құралын пайдалана отырып, бірдей сыртқы жағдайларда түзу тісті және гофрленген салқындатқыш қанаттарды имитациялық есептеу жүргізіледі және нәтижелер 5-суретте көрсетілген. Тіке тісті салқындату бар күштік құрылғының бекіту бетінің температурасы. қанаттары 153,5 °C, ал гофрленген салқындатқышы 133,5 °C.Сондықтан гофрленген ауамен салқындатылатын радиатордың салқындату қабілеті түзу тісті ауамен салқындатылатын радиаторға қарағанда жақсырақ, бірақ екеуінің фин денелерінің температуралық біркелкілігі салыстырмалы түрде нашар, бұл салқындату өнімділігіне көбірек әсер етеді. радиатордың.
5-сурет.Тікелей және гофрленген қанаттардағы температура өрісі
2.2 Пластина тәрізді ауамен салқындатылған радиатор
Пластиналы ауамен салқындатылатын радиатордың құрылымдық параметрлері келесідей: желдеткіш бөлігінің биіктігі - 100 мм, қанаттар ұзындығы - 240 мм, қанаттар арасындағы аралық - 4 мм, беткі ағынның жылдамдығы. салқындату ауасының 8 м/с, ал жылу ағынының тығыздығы 4,81 Вт/см.2.Температураның жоғарылауы 45°С, салқындатқыш ауа қысымының жоғалуы 460 Па, көлем бірлігіне жылу шығыны 374 кВт/м.3.Гофрленген ауамен салқындатылған радиатормен салыстырғанда, көлем бірлігіне жылуды тарату қабілеті 52,7% -ға артады, бірақ ауа қысымының жоғалуы да үлкен.
2.3 Күрек тісті ауамен салқындатылатын радиатор
Алюминий күрек тіс радиаторының жылу өнімділігін түсіну үшін желбезек биіктігі - 15 мм, желбезектің ұзындығы - 150 мм, желбезектің қалыңдығы - 1 мм, желбезегі аралығы - 1 мм, салқындатқыш ауаның үстіңгі жағы. жылдамдығы 5,4 м/с.Жылу ағынының тығыздығы 2,7 Вт/см болатын күрек тісті ауамен салқындатылған радиатор2температураны көтеру сынағынан өтті.Сынақ нәтижелері көрсеткендей, радиатордың қуат элементін орнату бетінің температурасы 74,2 ° C, радиатордың температурасының көтерілуі 44,8 К, салқындату ауасының қысымының жоғалуы 460 Па, ал бірлік көлемдегі жылу шығыны 4570 кВт/м жетеді.3.
3 Қорытынды
Жоғарыда келтірілген сынақ нәтижелері арқылы келесі қорытындылар жасауға болады.
(1) Ауамен салқындатылатын радиатордың салқындату сыйымдылығы жоғары және төмен бойынша сұрыпталады: күрек тісті ауамен салқындатылған радиатор, пластина тәрізді ауамен салқындатылған радиатор, гофрленген ауамен салқындатылған радиатор және тікелей тісті ауамен салқындатылған радиатор.
(2) Гофрленген ауамен салқындатылған радиатор мен түзу тісті ауамен салқындатылған радиатордағы қанаттар арасындағы температура айырмашылығы салыстырмалы түрде үлкен, бұл радиатордың салқындату қабілетіне үлкен әсер етеді.
(3) Табиғи ауамен салқындатылған радиаторда эксперимент немесе теориялық есептеу арқылы алуға болатын ең жақсы аралық аралық бар.
(4) Күрек тісті ауамен салқындатылған радиатордың күшті салқындату қабілетіне байланысты оны жергілікті жылу ағынының тығыздығы жоғары электронды жабдықта қолдануға болады.
Дереккөз: Машина және электротехника технологиясы 50 том 06 шығарылым
Авторлары: Сун Юаньбан, Ли Фэн, Вэй Чжию, Конг Лицзюнь, Ван Бо, CRRC Dalian Locomotive Research Institute Co., Ltd.
бас тарту
Жоғарыда келтірілген мазмұн Интернеттегі жалпыға қолжетімді ақпараттан алынған және тек салада қарым-қатынас пен оқу үшін пайдаланылады.Мақала автордың тәуелсіз пікірі болып табылады және DONGXU HYDRAULICS ұстанымын білдірмейді.Жұмыстың мазмұнына, авторлық құқыққа және т.б. мәселелер туындаса, осы мақаланы жариялаған күннен бастап 30 күн ішінде бізбен байланысыңыз, біз тиісті мазмұнды дереу жоямыз.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.үш еншілес ұйымы бар:Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd., Guangdong Kaidun Fluid Transmission Co., Ltd., жәнеGuangdong Bokade Radiator Material Co., Ltd.
холдингтік компаниясыFoshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.: Нинбо Фэнхуа №3 гидравликалық бөлшектер зауыты, т.б.
Foshan Nanhai Dongxu Hydraulic Machinery Co., Ltd.
&Jiangsu Helike Fluid Technology Co., Ltd.
MAIL: Jaemo@fsdxyy.com
WEB: www.dxhydraulic.com
WHATSAPP/SKYPE/TEL/WECHAT: +86 139-2992-3909
ҚОСУ: 5-ші зауыт ғимараты, С3 ауданы, Сингуанюань өнеркәсіптік базасы, Яньцзян оңтүстік жолы, Луоцун көшесі, Нанхай ауданы, Фошан қаласы, Гуандун провинциясы, Қытай 528226
& № 7 Xingye жолы, Чжуси өнеркәсіптік шоғырлану аймағы, Чжути қаласы, Исин қаласы, Цзянсу провинциясы, Қытай
Хабарлама уақыты: 27 наурыз 2023 ж