Рис. 7. Теплообменник платы ПЛИС опытной рабочей станции (
а
) и участок
его теплосъемной пластины (
б
)
ник имел габаритные размеры
420
×
160
×
22
мм. Общий вид теплооб-
менника и теплосъемной пластины показан на рис. 7. На основе приве-
денной методики была выполнена модель реального теплообменника
и рассчитаны температура тепловыделяющих элементов, температура
воды, ее давление и скорость потока. Расчет проводился с помощью
рабочей станции на базе четырех процессоров Intel Xeon E5 2690 с
32 ГБ оперативной памяти.
Для удобства эксперимента реальные ПЛИС были заменены во-
семью имитаторами теплоты с мощностью тепловыделения до 125 Вт
каждый. По результатам испытаний измерялись температуры имитато-
ров, которые имели разное значение по мере нагрева воды при ее про-
хождении через штырьковую структуру теплосъемной пластины. Мак-
симальная температура наиболее нагретого имитатора теплоты, распо-
ложенного у выходного штуцера теплообменника, составила 28,2
◦
С,
минимальная температура составила 22,5
◦
С для теплоимитатора, рас-
положенного на входе в теплообменник. Указанный режим работы
обеспечивался расходом воды через теплообменник 2,5 л/мин. Допу-
стимая температура для ПЛИС данной рабочей станции составляет
75
◦
С, что доказывает работоспособность предложенного теплообмен-
ника с гарантированным запасом по его охлаждающей способности.
Расхождение температур имитаторов теплоты по расчетной модели и
по результатам испытаний составило 1,8. . . 2,1
◦
С, что указывает на
адекватность разработанной модели.
Выводы.
1. Доказана работоспособность образцов со штырько-
выми структурами, получаемыми методом ДР, для их использования
в системах водяного охлаждения электронной аппаратуры.
2. Разработана методика, создан экспериментальный стенд и впер-
вые проведены сравнительные испытания штырьковых структур но-
вого типа — шипов-игл и винтовых шипов.
3. Сравнительные испытания показали более высокую тепловую
эффективность и меньшее гидравлическое сопротивление образцов
с шипами-иглами по сравнению с образцами с винтовыми шипами,
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 2 77
