Влияние параметров теплообменных штырьковых структур на их эксплуатационные характеристики

1 / 13

108 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
УДК 621.9.042:62-71 DOI: 10.18698/0236-3941-2017-2-108-120
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕННЫХ ШТЫРЬКОВЫХ
СТРУКТУР НА ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Н.Н. Зубков
Ю.Л. Битюцкая
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Формирование на поверхности теплосъемных пластин
развитых структур штырькового типа — перспектив-
ный способ повышения их эффективности. Актуаль-
ной задачей является выбор оптимальных параметров
штырьков и их взаимного расположения. Рассмотрен
метод деформирующего резания для получения
штырьковых структур. Приведена методика и резуль-
таты сравнительных испытаний на конвективный
теплообмен на стенде, имитирующем работу системы
жидкостного охлаждения. Рассмотрено влияние плот-
ности расположения штырьков в структуре, формы
штырьков, их вертикальности и направления течения
теплоносителя на температуру охлаждаемого элемента
и гидравлическое сопротивление структуры. Установ-
лено, что наилучшие эксплуатационные характеристи-
ки имеет структура с плотностью расположения по-
рядка 70 штырьков на каждом квадратном сантиметре.
Наилучшие показатели получены для вертикальных
игольчатых штырьков
Штырьковые структуры, тепло-
съемная пластина, конвективный
теплообмен, деформирующее реза-
ние, жидкостное охлаждение
Поступила в редакцию 27.04.2016
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 16-08-00489), а также
Министерства образования и науки Российской Федерации.
Эффективный способ повышения производительности систем жидкостного
охлаждения (СЖО) — применение развитых штырьковых поверхностей для
оснований водоблоков. Теплосъемники штырькового типа являются наиболее
перспективными и получили широкое распространение для охлаждения элек-
тронной, сильноточной аппаратуры и др. [1, 2].
Среди многочисленных методов формирования массива штырьков метод
деформирующего резания (ДР) обеспечивает возможность высокопроизводи-
тельного получения структур с площадью поверхности, превышающей исход-
ную в 7–10 раз [3]. Для формирования штырьковой структуры плоскость заго-
товки обрабатывают методом ДР за два прохода (рис. 1): на первом проходе
(DГ1 ) формируется оребренная поверхность, а на втором (DГ2) полученные ребра
перерезаются под некоторым углом [4].