Радиатор для охлаждения радиоэлементов Советский патент 1991 года по МПК H05K7/20 H01L23/36 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам для охлаждения радиоэлементов.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение интенсификации теплообмена.

Возбудитель колебаний выполнен в виде колеблющейся под действием газового потока полоски из гибкого неупругого материала, прикрепленной одним концом к стержню, установленному под углом скольжения к потоку. Стержни с полосками установлены в канале, образованном основанием и ребрами в плоскости, параллельной ребрам.

На фиг.1 изображен предлагаемый радиатор; на фиг.2 - то же. продольный (по ходу потока) разрез; на фиг 3 - то же, поперечный разрез; на фиг.4 - крутка (деформация) полоски, колеблющейся под действием

потока и закрепленной на стержне; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.4, там же приведена векторная диаграмма индуцируемых круткой полоски дополнительных составляющих пульсаций скорости.

Наклонный стержень представляет собой цилиндрическое крыло, обтекаемое под углом скольжения щ (см. фиг.4). В случае обтекания крыла со скольжением обязательным условием является наличие как продольной IU, так и трансверсальной W составляющих средней скорости. Трансвер- сальная составляющая средней скорости W, присущая потоку, созданному наклонным стержнем, и направленная к основанию 1, увеличивает теплообмен основания 1 (см. фиг.2). При угле наклона а 0 стержень располагается на основании и колебания полоски, выполненной из гибкого неупругого материала, не происходит, При о 90° обрасо

с

iOs

VJ XI

00 00

о

зуется оттеснение потока от основания, благодаря чему ухудшается смывание основания и соответственно теплообмен. При а 90° интенсификация теплообмена происходит за счет аэродинамического колебания ребер, за счет соскребания пограничного слоя, за счет создания продольных пульсаций потока, за счет повышения (по сравнению с № 90°) турбулентности потока |/ эффекта конфузорности (прижатия потока ; основанию).

Радиатор для охлаждения радиоэлементов включает обдуваемые потоком (принудительно или термосифонно) основание 1 с установленными на нем, перпендикулярно ему ребрами 2 и установленный в канале наклонно к основанию стержень

3,к которому прикреплена полоска 4 из гибкого неупругого материала, способного колебаться под действием потока. На основании 1 установлен также охлаждае- иыи радиоэлемент 5,

Радиатор работает следующим образом.

Омываемый основание 1 и ребра 2 поток газа набегает на установленный наклон- но к основанию 1 стержень 3. При обтекании стержня 3 с него периодически срываются вихри (вихри Кармана), создавая возмущающую силу, воздействующую на полоску 4. В результате действия возмущающей силы образуются отклонения полоски 4 от исходного положения, что устанавливает аа под углом атаки к потоку. Под действием скоростного напора потока полоска 4 возвращается.в исходное состояние. Таким образом происходит колебание полоски. При обтекании полоски 4 возникающие сини трения вызывают натяжение материала, направленное по ходу потока и превосходящего по своей величине силу тяжести полоски 4, что удерживает ее в вертикальном положении.

При колебании полоски 4, амплитуда которой линейно зависит от длины полоски

4,а частота колебаний зависит от скорости потока, возможны два случая создания колебаний, зависящих от скорости потока, возможны два случая создания колебаний ребер 2, что приводит к интенсификации теплообмена.

При колебании полоски 4 с соответствующей амплитудой колебаний, зависящей от длины полоски, происходит периодическое соприкосновение колеблющейся под действием потока полоски 4 и ребер 2. При периодическом соприкосновении полоски 4 происходят колебания (вибрацию) ребер 2, благодаря чему интенсифицируется теплообмен между газовым потоком и ребрами 2. Кроме того, периодическое соприкосновение колеблющихся полосок с ребрами приводит к разрушению образующегося на ребрах пограничного слоя, что также интенсифицирует теплообмен между ребрами и газовым потоком. При колебании полоски 4 с длиной, не обеспечивающей соприкосновения полосок с ребрами, возбуждение колебаний (вибраций) ребер происходит

путем воздействия на ребра периодического давления, создаваемого колеблющимися полосками и, направленного в сторону движения полосок. Колебания ребер в зтом случае приводят по аналогии с прототипом к

турбулизации пограничного елся и соответственно, интенсификации теплообмена между ребрами и газовым потоком. Простой в изготовлении возбудитель колебаний ребер исключает электромагнитный возбудитель и источники электроэнергии, питающие его, благодаря чему достигается упрощение устройства. Кроме того, в результате колебаний полоски турбулизируют поток, за счет чего интенсифицируется теплообмен между газовым потоком и радиоэлементом 5. Также турбулизация потока приводит к интенсификации теплообмена между газовым потоком и основанием 1 и ребрами 2, что снижает температуру основания и ребер и увеличивает градиент температуры и соответственно теплообмен за счет теплопроводности между основанием, ребрами и радиоэлементом.

Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен на 40-60% при упрощении конструкции устройства.

Формула изобретения Радиатор для охлаждения радиоэлементов, содержащий основание с перпендикулярными ему ребрами и возбудитель колебаний ребер, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения интенсификации теплообмена,

возбудитель колебаний ребер выполнен в виде полоски из гибкого материала, прикрепленной одним концом к стержню, уста- новленному наклонно к основанию с образованием конфузора с углом раствора

.

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам для охлаждения радиоэлементов. Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременной интенсификации теплообмена. Цель достигается тем, что в канале устройства устанавливаются наклонные стержни с прикреНленными к ним полосками из гибкого неупругого материала для создания тур- булиззции потока и пульсаций средней скорости в потоке, а также для направления (конфузором) потока в требуемом направлении. 5 ил.

Unto

s

rVJ I

42LT

//ww

фигЗ

/S77

Фиг.1

., i.

Фиг. 2

Фиг. 4

А-А

Фиг. $