Влияние параметров теплообменных штырьковых структур на их эксплуатационные характеристики

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2

109

Рис. 1.

Теоретическая схема формирования штырьков методом ДР [4]

Параметры штырьковой структуры такие, как шаг расположения штырьков,

их высота, форма, наклон и другие, определяют ее эксплуатационные характери-

стики. Многие параметры зависят от режимов процесса ДР и могут быть изменены

в некоторых диапазонах. На практике при перерезании ребер, полученных на пер-

вом проходе, форма штырька не совпадает с теоретической (см. рис. 1). Штырьки

изгибаются или закручиваются вокруг своей оси. В связи с многообразием форм и

геометрических параметров штырьков, получаемых методом ДР, возникает необ-

ходимость выбора структуры, выполняющей функции охлаждения наилучшим

образом. Основным требованием к структуре является обеспечение наиболее эф-

фективного отвода теплоты от охлаждаемого элемента. Другая важная характери-

стика — низкое гидравлическое сопротивление для снижения потерь на прокачку

теплоносителя. Цель настоящей работы — определение параметров развитой

структуры штырькового типа теплосъемной пластины, обеспечивающих наиболь-

ший коэффициент теплоотдачи при невысоком гидравлическом сопротивлении.

Методика проведения испытаний.

Выбор оптимального сочетания пара-

метров структуры осуществлялся путем проведения сравнительных испытаний

образцов. Первые испытания на конвективный теплообмен штырьковых струк-

тур, полученных методом ДР, приведены в работе [3], где доказана их эффек-

тивность и обоснована возможность применения для охлаждения электронной

аппаратуры.

Основные методические особенности проведения испытаний штырьковых

структур, представленные в настоящей статье, рассмотрены в работе [5]. Испы-

тания проводились в условиях, приближенных к реальным условиям работы

водоблока с постоянными техническими характеристиками СЖО и мощностью

охлаждаемого элемента. В качестве основных оптимизируемых параметров бы-

ли выбраны плотность расположения и вертикальность штырьков в структуре и

их форма. Оптимальные значения требуемых параметров находили за несколь-

ко серий испытаний в соответствии со следующим планом.