Рис. 5. Модель теплообменной структуры шипов-игл; высота структуры —
1,2 мм
трудоемкость оптимизации геометрических параметров штырьковых
структур.
В среде SolidWorks Flow Simulation было проведено CAE-модели-
рование перспективных структур в виде шипов-игл, полученных ме-
тодом ДР. Для анализа была создана модель измерительного блока
испытательного стенда (см. рис. 2) а также двух образцов (в соот-
ветствии с таблицей образцы
3
и
4
). Трехмерная модель наклонных
шипов-игл приведена на рис. 5. Входные параметры расчетной модели
соответствовали условиям приведенного эксперимента. Изменяемым
параметром при моделировании было давление на входе в измеритель-
ный блок в пределах от 5 до 75 кПа.
Программа позволяла определять температуру в любой точке мо-
дели, а также расход теплоносителя. Результаты расчета по модели
приведены на рис. 6. В результате анализа полученных данных, вы-
явили хорошую сходимость расчетных и экспериментальных значений
(погрешность не более 6%).
Натурные испытания медного водяного теплообменника, изгото-
вленного в МГТУ им. Н.Э. Баумана с теплосъемной пластиной, имею-
щей штырьковую структуру, были проведены в ФГУП НИИ “Квант”.
Теплообменник предназначен для охлаждения восьми программируе-
мых логических интегральных схем (ПЛИС) платы опытной рабочей
станции с суммарной мощностью тепловыделения 1 кВт. Теплообмен-
Рис. 6. Зависимость температуры на-
гревателя
t
нагр
и расхода охлаждаю-
щей воды
Q
от давления
p
:
——— — температура нагревателя
t
нагр
(расчет); – – – — расход
Q
( расчет);
•
—
экспериментальные данные по темпера-
туре нагревателя;
Δ
— эксперименталь-
ные данные по расходу теплоносителя
76 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 2
