ИССЛЕДОВАНИЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООТВОДЯЩИХ СВОЙСТВ РАЗВИТОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАДИАТОРА
Аннотация
Описывается исследование теплоотводящих свойств областей развитых поверхно-
стей, к примеру, ребристых и игольчатых радиаторов для оценки эффективности распро-
странения теплового поля и отвода тепла. Также приводится описание проведенного чис-
ленного моделирования в процессоре Fluent универсальной программной системы конечно-
элементного анализа Ansys. Актуальность выбранной темы подтверждается тем, что
одна из самых важных и сложных задач, возникающих при разработке электронной аппа-
ратуры - это отвод выделяемого ею тепла. При современной устойчивой тенденции к
уменьшению габаритов электронных устройств эта проблема не исчезает, а напротив,
становится все более острой, и тем сильнее, чем выше мощность устройства и меньше
его физический объем, а от конструкций теплоотводящих элементов зависит не только
эффективность отвода тепла, но также габариты и, конечно, надежность работы
электронных устройств. Применительно, например, к электронной аппаратуре, источни-
ком тепловой мощности является теплонагруженный элемент. В том случае, когда теп-
лопроводности окружающей среды недостаточно для нормализации его теплового режи-
ма применяются теплоотводы (радиаторы) – теплоотводящие конструкции из металла с
большим коэффициентом теплопроводности (медь, алюминий) так как коэффициент теп-
лопроводности в металлах выше. В работе делается вывод, что для решения комплексной
задачи оценки эффективности теплоотвода с целью снижения температуры теплона-
груженного элемента, следует использовать электротепловую аналогию.
Литература
Izd-vo TTI YuFU, 2009, 132 p.
2. Cengel Y.A. Heat transfer. A practical approach. India: McGraw-Hill Education, 2003, 503 р.
3. Konovalov V.I., Pakhomov A.N., Gatapova N.Ts., Koliukh A.N. Metody resheniya zadach
teplomassoperenosa. Teploprovodnost' i diffuziya v nepodvizhnoy srede [Methods for solving
heat and mass transfer problems]. Tambov, 2012, 462 p.
4. Lukanin V.N., Shatrov M.G., Kamfer G.M. Teplotekhnika [Thermotechnics]. Moscow:
Vysshaya shk., 2006, 617 p.
5. Baskakov A.P., Berg B.V., Vitt O.K. Teplotekhnika [Thermotechnics]. Moscow:
Energoatomizdat, 1991, 224 p.
6. Alifanov, O.M. Obratnye zadachi v issledovanii slozhnogo teploobmena [Inverse problems in
the study of complex heat transfer]. Moscow: Yanus-K, 2009, 300 p.
7. Siegal R., Howell J.R. Thermal Radiation Heat Transfer. New York: Hemisphere Publishing
Corp., 1990, 256 p.
8. Webb R.L. Principles of Enhanced Heat Transfer. New York: John Wiley, 1994, 377 p.
9. Kraus A.D. Okhlazhdenie elektronnogo oborudovaniya [Cooling of electronic equipment].
Leningrad: Energiya, 1971, 243 p.
10. Chernyshev A.A. Osnovy nadezhnosti poluprovodnikovykh priborov i integral'nykh
mikroskhem [Fundamentals of reliability of semiconductor devices and integrated circuits].
Moscow: Radio i svyaz', 1988, 560 p.
11. Rotkop L.L., Spokoynyy Yu.E. Obespechenie teplovykh rezhimov pri konstruirovanii
radioelektronnoy apparatury [Providing thermal conditions in the design of electronic equipment].
Moscow: Sovetskoe radio, 1976, 230 p.
12. Volokhov V.A., Khrychikov E.E. Sistemy okhlazhdeniya teplonagruzhennykh radioelektronnykh
priborov [Cooling systems for heat-loaded electronic devices]. Moscow: Sovetskoe radio. 1975,
144 p.
13. Incropera F.P. Fundamentals of heat transfer. New York: John Wiley & Sons, 2006, 604 p.
14. Turan B., Oztop H.F. Analysis of heat transfer in a heated tube with a different typed disc insertion,
Thermal Science, 2012, Vol. 16 (1), pp. 139-149.
15. Mo X., Yu B. Study of heat transfer performance of quench cooler with oval jacket, Petrochemical
Equipment, 2009, Vol. 38 (4), pp. 18-22.
16. Beitelman A.D., Marsh C.P., Carlson T.A. Low heat-transfer coatings in heat distribution systems,
NACE - International Corrosion Conference Series, 2009, pp. 215-222.
17. Dimitrienko Yu.I. Thermal stresses in composite structures under high temperatures, Solid
Mechanics and its Applications, 2016, Vol. 224, pp. 269-307.
18. Paliy A.V., Zamkov E.T. Programmnoe obespechenie rascheta teplovogo rezhima elektronnoy
apparatury. Sv. o reg. elektron. resursa №11806 [Software for calculating the thermal mode of
electronic equipment. Certificate of registration of electronic resource No. 11806], 2008.
19. Paliy A.V., Zamkov E.T. Mekhanizm vozniknoveniya treniya i soprotivleniya tela v gazovom
potoke [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki
[Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2013, No. 1 (138), pp. 197-202.
20. Pribyl'skiy A.V., Chernov N.N., Paliy A.V. Chislennoe modelirovanie teplootvodyashchego tela
v aerodinamicheskom potoke v protsesse konvektivnogo teplomassoperenosa [Numerical simulation
of a heat-withdrawing body in an aerodynamic flow during convective heat and mass
transfer], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2018,
No. 2 (196), pp. 155-163.
21. Met'yuz D.G., Fink K.D. CHislennye metody. Ispol'zovanie MATLAV [Numerical method.
Using MATLAB]. Moscow: Izd. dom «Vil'yams», 2001, 720 p.
22. Porshnev S.V. Komp'yuternoe modelirovanie fizicheskikh protsessov s ispol'zovaniem paketa
MathCad [Computer simulation of physical processes using the MathCad package]. M.:
Goryachaya liniya, 2002, 252 p.
23. Chapra S.C., Canale R.P. Numerical Methods for Engineers. New York: McGrawHill, 1998,
313 p.
24. Lewis R.W., Morgan K., Zienkiewicz O.C. Numerical methods in heat transfer. New York:
John Wiley & Sons, 1981, 512 p.
25. Kuzhiveli B.T. Modeling combined heat transfer in an all solid state optical cryocooler, IOP
Conference Series: Materials Science and Engineering, 2017, Vol. 278 (1), pp. 012136.
