Физические основы теплопередачи в тепловых трубах, страница 3

Стыковочные параметры характеризуют условия эксплуатации аппаратуры н способы сочетания ее с тепловыми трубами, например: способ передачи теплоты от источника к тепловой трубе, конструктивное оформление; областей контакта в испарительной н конденсационной зонах, термическое сопротивление контакта.

Примеры применения тепловых труб

В электронных аппаратах тепловые трубы могут выполнять ряд функции. С их помощью теплоотдающая поверхность может быть вынесена за пределы основных функциональных блоков и узлов. Тепловые трубы позволяют создавать внутри приборов области с равномерным температурным полем и тем самым снизить механические напряжения, решать  задачи термостабилизации и др. В настоящее время известны примеры использования тепловых труб для охлаждения отдельных теплонагруженных  элементов и узлов, а также целых радиоэлектронных блоков и устройств.

Рассмотрим некоторые примеры. Пуст прибор охлаждается благодаря свободной вентиляции, но при этом возникает необходимость размещения внутри прибора теплонагруженного элемента или блока, требующего для нормальной работы принудительной вентиляции (рис. 4,а), а место для размещения вентилятора отсутствует. В этом случае с помощью тепловой трубы тепловой поток может бытьотведен на часть оребренного  корпуса прибора (рис. 4,б). На рис. 5 показано одно из возможных решений отвода теплоты от платы с микросхемами: от микросхем 2 тепловой поток через монтажнуюплату 3 передается к металлической рамке 4,  на одной из сторон которой встроена тепловая труба

5.  Зона конденсации выполнена в виде цилиндрического корпуса, плотно вставленного в конусное отверстие теплообменника  1. Такое решение позволяет избежать непосредственного смывания    жидкостью    конструкции электронного аппарата.

Тепловые трубы используются также для охлаждения целых электронных блоков в аппаратуре с упорядоченной структурой элементов, во вторичных источниках питания. Применение тепловых труб в таких системах позволяет эффективно использовать корпус прибора как внешнюю поверхность теплообмена, повысить компактность прибора, исключить контакт охлаждающей среды с элементами. На рис. 6 приведена схема компоновки секции приборного шкафа 4 с использованием тепловых Труб 6, образующих монтажную плату с размещенными на ней транзисторными модулями 5. От плат — тепловых труб тепловой поток передается в теплообменник 2, контактирующий с зоной конденсации 3 тепловых труб. Теплообменник помещен в общую систему 1 конвективного охлаждения шкафа.

Заметим, что эффективность применения тепловых труб в электронных аппаратах достигается благодаря реализации ряда мер, обеспечивающих малые перепады температур на всем тракте теплового потока в аппарате. Для этого необходимо создавать хорошие термические контакты в любых соединениях, применять, платы с повышенной теплопроводностью.

Тепловые  трубы — стабилизаторы  температуры

Известны тепловые трубы, в которых  температура пара или поверхности  тепловой трубы в зоне испарения поддерживается постоянной за счет изменения термического сопротивления между зонами испарения и конденсации (см. рис. 1.6). Такие тепловые трубы называют регулирующими. Известны следующие виды тепловых труб с переменной термической проводимостью: трубы с прерыванием потока пара или жидкости, центробежные и газо-регулируемые.

В тепловых трубах с прерыванием потока пара (рис. 7,а) в зоне испарения 1устанавливают термочувствительный элемент 2, который соединен с клапаном 5. Колебание теплового потока  в зоне испарения вызывает изменение объема термочувствительного элемента и перемещает клапан в диафрагме 4. При этом закрывается или открывается отверстие для прохода

потока пара. Если отверстие в диафрагме закрывается, то в тепловой трубе повышаются давление и температура пара. Когда отверстие открыто, то давление и температура пара падают.

Рассмотрим тепловые трубы, в  которых регулирование  осуществляется  прерыванием  потока  жидкости. В этом случае термочуствительный элемент устанавливают в месте разрыва капиллярной структуры 3. при повышении заданной температуры термочувствительный элемент соединят капиллярную структуру  и жидкость  из зоны конденсации поступает в зону испарения. При понижении температуры происходит обратный процесс.