УДК 621.565.94
Е. В. Д и л е в с к а я, С. И. К а с ь к о в,
И. В. С т а н к е в и ч, Ю. А. Ш е в и ч
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА
И ГИДРОДИНАМИКИ В ТЕПЛООБМЕННИКАХ
С МИКРОКАНАЛАМИ СЛОЖНЫХ ФОРМ
Приведены результаты экспериментального исследования процес-
сов теплообмена и гидродинамики в каналах микротеплообменни-
ков, предназначенных для охлаждения и термостатирования спе-
циальных электронных устройств (миниатюрных фотосопроти-
влений). Полученные в результате обработки опытных данных за-
висимости позволяют выполнять расчеты теплообмена и гидрав-
лического сопротивления подобных микротеплообменников с ми-
кроканалами сложных форм для определения их габаритных раз-
меров на основе заданных параметров охлаждаемого устройства.
В разных областях техники используются миниатюрные устрой-
ства на основе фотосопротивлений, входящие в состав различных
оптико-электронных приборов и систем. Эти устройства имеют ма-
лые габаритные размеры (
D
= 9
. . .
10
мм и
H
= 30
. . .
50
мм) и малые
мощности тепловыделений
(0
,
5
. . .
1
,
5
Вт). Для обеспечения нормаль-
ного функционирования необходимо их охлаждение с последующим
термостатированием при
Т
= 80
K.
С этой целью была создана серия микрокриогенных систем раз-
личных типов [1, 2]. Среди них в связи с высокой надежностью, удоб-
ством стыковки с охлаждаемым объектом и относительной просто-
той конструкции наибольшее распространение получили дроссельные
микрокриогенные системы, основанные на эффекте Джоуля–Томсона.
Одним из главных элементов таких систем, определяющих их эффек-
тивность, являются микротеплообменники, размещаемые непосред-
ственно с охлаждаемыми объектами в одном криостате, изолирующем
эти устройства от теплопритоков из окружающей среды. В работе [2]
приведены систематизированные сведения по вопросам компоновки
микротеплообменников с охлаждаемыми объектами, из чего стано-
вится ясно, почему рассматривают однорядные теплообменники (т.е.
теплообменники, у которых трубки навиты в один слой на сердечник).
Микротеплообменники-охладители представляют собой миниа-
тюрные теплообменные аппараты витого типа с противоточным дви-
жением потоков хладагента (азота при охлаждении до
78
. . .
80
K).
Прямой поток движется по капиллярным трубкам, обратный —
в межтрубном пространстве. Наружный диаметр никелевых трубок
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 1 79
