Жидкий диэлектрический теплоноситель Советский патент 1993 года по МПК C09K5/04 H01B3/24 

Изобретение относится к области охлаждения объектов электротехники и теплотехники, а именно к теплоносителям, изменяющим свое агрегатное состояние в процессе охлаждения объекта, и может быть использовано при разработке электрооборудования различного назначения, где важно обеспечить заданный тепловой режим элементов.

Цель изобретения - повышение теплоотдачи в рабочем режиме и снижение вероятности наступления кризисных явлений при тепловых перегрузках.

Поставленная цель достигается тем, что жидкий диэлектрический теплоноситель для погружных систем охлаждения электрооборудования содержащий перфтортриэтиламин, дополнительно содержит перфтортрипропиламин, об;%:

Перфтортриэтиламии50-70

Перфтортрипропиламин30-50.

Отличительным признаком является то, что жидкий диэлектрический теплоноситель помимо перфтортриэтиламина. содержит перфтортрипропиламин при следующем соотношении компонентов соответственно 50-70 и 30-50 об.%, что является необходимым условием для повышения теплоотдачи в рабочем режиме и снижение вероятности наступления кризисных явлений при тепловых перегрузках.

Диэлектрическую смесь получают путем сливания при равномерном перемешивании двух компонент при комнатной температуре, об.%: перфтортриэтиламин - 50-70

и перфтортрипропиламин - 30-50. Температура кипения первой компоненты - 71°С, второй - 129°С. Использование в качестве теплоносителя только одной перпой жидкости ведет к возникновению эффекта пленочного кипения и перегреву охлаждаемого объекта. Использование только одной второй жидкости - значительному повышению стоимости устройства за счет высокой стоимости жидкости. Кроме того, для ряда электротехнических устройств температура кипения остается слишком высокой, что так же ведет к перегреву оборудования.

Результаты испытания жидкого диэлектрического теплоносителя, состоящего из двух компонентов даны в таблице.

Из таблицы видно, что в предлагаемом интервале компонент температура 2-компо- нентной жидкости близка к температуре кипения первой компоненты и коэффициент теплоотдачи высокий. При повышении количества первой компоненты больше 70% (перфтортриэтиламина) резко снижается коэффициент теплоотдачи (разница At увеличивается) и может возникнуть эффект пле ночного кипения. При снижении количества первой компоненты (менее 55%) уменьшается коэффициент теплоотдачи и повышается стоимость 2-компонентного теплоносителя за счет высокой стоимости второй компоненты.

Рассмотрим физические основы процесса охлаждения с помощью 2-составляю- щих компонентов. Объект охлаждения помещают в 2-компонентную жидкость и включают. По мере нагрева охлаждаемого элемента закипает первая компонента. Температура ее кипения определяет рабочий тепловой режим. Пар конденсируется на разветвленной поверхности теплообменника объекта охлаждения. Поддействием силы тяжести капли охлаждаемой жидкости возвращаются в исходный объем В рабочем

-

режиме часть энергии от охлаждаемого объекта отводится за счет парообразования первой компоненты непосредственно в приповерхностной области. Другая часть за

5 счет температурного градиента в некипящей компоненте передается в более удаленные слои жидкости, вызывая там кипение первой компоненты. Таким образом, имеет место объемное парообразование, что улуч10 шает теплоотдачу. Объемное парообразова- ние и конвективная теплопередача в некипящей компоненте препятствует возникновению кризисных явлений в случае перегрузки. При значительном повышении

15 температуры начинается кипение второй компоненты, что защищает систему охлаждения от взрыва. Экспериментально (акт испытаний прилагается) найдено, что режим, близкий к оптимальному, обеспечивается

20 предлагаемым соотношением компонент.

Таким образом, предлагаемый жидкий диэлектрический теплоноситель позволяет повысить теплоотдачу с поверхности охлаждаемого объекта в рабочем режиме на 30- 5 40%, снизить вероятность кризисных явлений на 20-25%, недопустимых перегревов охлаждаемого элемента и разрушения системы охлаждения при технологических и аварийных перегрузках и поэтому может

30 быть использован для эффективного охлаждения электрооборудования, в частности, трансформаторно-дроссельного и т.п. при погружном способе охлаждения, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Жидкий диэлектрический теплоноситель для погружных систем охлаждения электрооборудования на основе перфтортриэтиламина, отличающийся тем, что он дополнительно содержит перфтортрипропиламин при следующем соотношении компонентов, об.%:

Перфтортриэтиламин50-70

Перфтортрипропиламин30-50

35

40

Применение: для охлаждения объектов электротехники и теплотехники при разработке электрооборудования различного назначения, где важно обеспечить заданный тепловой режим элементов. Сущность изог бретения: жидкий диэлектрический тепло- носитель, изменяющий свое агрегатное состояние в процессе охлаждения объекта, для погружных систем охлаждения электрооборудования содержит, об.%: перфтортри- этиламин 50-70 и перфтортрипропиламин 30-50, что обеспечивает повышение теплоотдачи в рабочем режиме и снижение вероятности наступления кризисных явлений при тепловых перегрузках. 1 табл. Ё