Рассмотрен принцип работы пульсационной тепловой трубы. Рассчитаны средние коэффициенты теплоотдачи в зонах нагрева и конденсации в зависимости от параметров охлаждения и передаваемого теплового потока. Выявлена неравномерность теплоотдачи в разных петлях ПТТ.

Получена формула для расчета теплового потока, обеспечивающего начало кипения теплоносителя в пульсационной тепловой трубе (ПТТ), т. е. определяющего нижнюю границу эффективной работы ПТТ. Показано, что основными факторами, влияющими на искомую величину теплового потока, являются движущий капиллярный напор и скорость движения парового пузырька. Формула для определения теплового потока была получена для замкнутых ПТТ, изготовленных из меди, с водой в качестве теплоносителя. Информация о величине теплового потока необходима для дальнейшего проектирования систем охлаждения различных теплонагруженных элементов, чувствительных к перегреву, например, светодиодов перспективных осветительных устройств.

Одержано формулу для розрахунку теплового потоку, який забезпечує початок кипіння теплоносія в пульсаційній тепловій трубі (ПТТ), і визначено нижню межу ефективної роботи ПТТ. Показано, що основними факторами, що впливають на величину цього теплового потоку, є рушійний капілярний напір та швидкість руху парової бульбашки. Формулу для визначення теплового потоку одержано для замкнених ПТТ, виготовлених з міді, з водою як теплоносія. Інформація про величину теплового потоку є необхідною для подальшого проектування систем охолодження різноманітних теплонавантажених елементів, чутливих до перегріву, наприклад, світлодіодів перспективних освітлювальних пристроїв.

LED development is accompanied by the need to ensure a constructive solution for the thermal conditions problem. For this purpose one can use pulsating heat pipes (PHP), that operate more efficiently after the start of heat carrier boiling. This article describes the physical representation and formula that allows determining the boiling point, which is a lower bound of the PHP effective operating range. It is shown that the main factors influencing the required heat flow are driving capillary pressure and velocity of the vapor bubble. The formula was obtained for the closed PHP made of the copper with water as a heat carrier. Information about this heat flux can be used for further design of cooling systems for heat-sensitive elements, such as LED for promising lighting devices.

Приведены результаты экспериментального сравнения тепловых характеристик трех теплоотводов: штампованного из алюминиевого листа (базовый вариант), на основе медно-водяной пульсационной тепловой трубы и на основе медного проволочного радиатора, с помощью которых охлаждался светодиодный модуль мощностью 10,55 Вт. Установлено, что все исследованные теплоотводы обеспечивают температуру не выше 64°С в местах установки светодиодов в условиях естественной конвекции, при этом использование медного проволочного радиатора позволяет снизить температуру в центре печатной платы модуля на 3,9°С по сравнению с базовым вариантом, а использование теплоотвода на основе пульсационной тепловой трубы - на 7,1°С.

Наведено результати експериментального порівняння теплових характеристик трьох тепловідводів: штампованого з алюмінієвого листа (базовий варіант), на основі мідно-водяної пульсаційної теплової труби та на основі мідного дротового радіатора, за допомогою яких відводилося тепло від світлодіодного модуля потужністю 10,55 Вт. Встановлено, що за умов природної конвекції всі три тепловідводи забезпечують рівень температури світлодіодного модуля в місцях установки світлодіодів, що не перевищує 64°С. Використання мідного дротового радіатора дозволяє в порівнянні з базовим варіантом знизити температуру в центрі друкованої плати модуля на 3,9°С, а використання тепловідводу на основі пульсаційної теплової труби – на 7,1°С.

Given article presents the results of an experimental comparison of three radiators which are: pressed radiator made of aluminum plate (basic variant), radiator made of copper wire, and copper/water pulsating heat pipe. The radiators are intended to take off heat from the LED module with the power capacity of 10,55 W. It is established that under natural convection all three radiators can keep temperature level of the circuit board module less than 64 °C that lies within the operating range. In comparison with basic variant the use of the copper wire radiator allows lowering of the temperature in the LED module center on 3.9 °C, and the same value for the pulsating heat pipe is 7.1°C.

Індекс рубрикатора НБУВ: З844-028.3

Рубрики:

Радіоапаратура (радіоелектронна апаратура)

Шифр НБУВ: РА420990 Пошук видання у каталогах НБУВ