Детальная информация

Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию теплообмена при кипении воды в большом объёме на неизотермических оребрённых поверхностях применительно к задачам охлаждения перспективной силовой электроники. Актуальность работы обусловлена ростом плотности тепловых потоков в силовых модулях, что делает традиционные системы охлаждения недостаточно эффективными. Двухфазные иммерсионные системы являются наиболее перспективными, однако их применение сдерживается эффектом локального «запаривания» в основании рёбер, снижающим эффективность теплоотвода. Отсутствие достоверных экспериментальных данных и адекватных расчётных моделей для неизотермических поверхностей подтверждает актуальность темы. Основным методом исследования является градиентная теплометрия с использованием гетерогенных датчиков теплового потока, что позволяет выполнять прямые измерения плотности теплового потока. Разработан экспериментальный стенд для моделирования иммерсионной системы охлаждения с возможностью варьирования геометрии оребрения и применения устройств управления потоком: ограничителя потока и адиабатных вставок, установленных. Научная новизна заключается в получении прямых измерений предельной плотности теплового потока при кипении на оребрённых поверхностях и исследовании нового пассивного способа интенсификации и управления теплообменом за счёт разделения паровых и жидкостных потоков. Применение ограничителя потока и адиабатных вставок позволяет снизить температуру модуля на 10 К фиксированной тепловой. Разработана расчётная формула для определения предельной плотности теплового потока как функции температуры силового модуля с отклонением от эксперимента не более 20 %.