MD715Z

MD715Z - Convective heat exchanger

Info

Publication number: MD715Z
Application number: MDS20120068A
Authority: MD
Inventors: Мирча БОЛОГА; Владимир ШКИЛЁВ; Игорь КОЖЕВНИКОВ
Original assignee: Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2014-07-31
Also published as: MD715Y

Abstract

The invention relates to convective heat exchangers for cooling elements and nodes of high-voltage radio-electronic equipment.The convective heat exchanger comprises a body (1) made in the form of a torus with a heat delivery zone (2) and a removal zone (3) and with a channel (4) placed inside it, made of dielectric material. In the body (1) flush with the channel (4) are installed, with the same pitch, annular electrodes (5), connected across one to the like poles of the voltage source (6). Inside the channel (4) are placed at least two pistons (7) in the form of sphere, interconnected by a flexible dielectric cord (8), whose length is equal to the distance between the like electrodes (5).

Description

Invenţia se referă la schimbătoarele de căldură convective predestinate pentru răcirea elementelor şi nodurilor aparatajului radioelectronic de tensiune înaltă. The invention relates to convective heat exchangers intended for cooling elements and nodes of high-voltage radioelectronic equipment.

Este cunoscut schimbătorul de căldură convectiv, care include un corp în formă de contur închis, cu zone de admisie şi evacuare a căldurii şi cu canale ascendente şi descendente [1]. The convective heat exchanger is known, which includes a body in the form of a closed contour, with heat intake and exhaust areas and with ascending and descending channels [1].

Dezavantajul acestui schimbător de căldură constă în nivelul redus al convecţiei electrice, deoarece se foloseşte numai o pereche de electrozi, iar deasupra anodului şi catodului, care reprezintă zona de admisie a căldurii, nu este posibilă amplasarea unor electrozi suplimentari, care ar intensifica transferul de căldură. Un alt dezavantaj al acestui tip de schimbător de căldură poate fi considerat şi faptul că în el electrozii sunt executaţi în formă de ac, ceea ce duce la învechirea rapidă a agentului termic dielectric lichid. The disadvantage of this heat exchanger is the low level of electrical convection, since only one pair of electrodes is used, and above the anode and cathode, which represent the heat input area, it is not possible to place additional electrodes that would enhance heat transfer. Another disadvantage of this type of heat exchanger can be considered the fact that the electrodes in it are made in the form of needles, which leads to rapid aging of the liquid dielectric heat carrier.

Cea mai apropiată soluţie este schimbătorul de căldură convectiv, care include un corp în formă de tor cu zone de admisie şi evacuare a căldurii, canale ascendente şi descendente [2]. The closest solution is the convective heat exchanger, which includes a torus-shaped body with heat intake and exhaust zones, ascending and descending channels [2].

Dezavantajul acestui schimbător de căldură constă în aceea că agentul termic dielectric lichid circulă în el pe baza fenomenului electrohidrodinamic, care nu asigură o circulaţie eficientă a lui şi, prin urmare, o eficacitate înaltă a transferului de căldură şi masei. The disadvantage of this heat exchanger is that the liquid dielectric heat carrier circulates in it based on the electrohydrodynamic phenomenon, which does not ensure its efficient circulation and, therefore, high efficiency of heat and mass transfer.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în asigurarea unui nivel înalt de circulaţie a agentului termic dielectric lichid şi, prin urmare, a unei eficacităţi înalte a transferului de căldură şi masei. The problem solved by the present invention consists in ensuring a high level of circulation of the liquid dielectric thermal agent and, consequently, a high efficiency of heat and mass transfer.

Schimbătorul de căldură convectiv, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un corp executat în formă de tor cu o zonă de admisie şi o zonă de evacuare a căldurii şi cu un canal amplasat în interiorul lui, executat din material dielectric. În corp la nivelul suprafeţei canalului sunt instalaţi, cu pas egal, electrozi inelari, conectaţi peste unul la polii de aceeaşi polaritate ai unei surse de tensiune. În interiorul canalului sunt amplasate cel puţin două pistoane în formă de sferă, unite între ele cu un fir dielectric flexibil, lungimea căruia este egală cu distanţa dintre electrozii de aceeaşi polaritate. The convective heat exchanger, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by including a body made in the shape of a torus with an inlet zone and a heat exhaust zone and with a channel located inside it, made of dielectric material. In the body at the level of the surface of the channel, there are installed, with equal pitch, annular electrodes, connected one above the other to the poles of the same polarity of a voltage source. Inside the channel there are placed at least two spherical pistons, connected to each other with a flexible dielectric wire, the length of which is equal to the distance between the electrodes of the same polarity.

Invenţia se explică prin desenele din figură, care reprezintă schema schimbătorului de căldură convectiv. The invention is explained by the drawings in the figure, which represent the diagram of the convective heat exchanger.

Schimbătorul de căldură convectiv include un corp 1 executat în formă de tor cu o zonă de admisie 2 şi o zonă de evacuare 3 a căldurii şi cu un canal 4 amplasat în interiorul lui, executat din material dielectric. În corpul 1 la nivelul suprafeţei canalului 4 sunt instalaţi, cu pas egal, electrozi inelari 5, conectaţi peste unul la polii de aceeaşi polaritate ai unei surse de tensiune 6. În interiorul canalului 4 sunt amplasate cel puţin două pistoane 7 în formă de sferă, unite între ele cu un fir dielectric flexibil 8, lungimea căruia este egală cu distanţa dintre electrozii 5 de aceeaşi polaritate. The convective heat exchanger includes a body 1 made in the shape of a torus with an inlet zone 2 and a heat outlet zone 3 and with a channel 4 located inside it, made of dielectric material. In the body 1 at the surface level of the channel 4, annular electrodes 5 are installed, with equal pitch, connected one above the other to the poles of the same polarity of a voltage source 6. Inside the channel 4, at least two spherical pistons 7 are located, connected to each other with a flexible dielectric wire 8, the length of which is equal to the distance between the electrodes 5 of the same polarity.

Schimbătorul de căldură convectiv funcţionează în felul următor. The convective heat exchanger works as follows.

La amplasarea numai a unui piston 7 în canalul 4 şi conectarea electrozilor 5 peste unul la polii de aceeaşi polaritate ai unei surse de tensiune 6, pistonul 7, reîncărcându-se de la electrozii 5, se mişcă prin canalul 4, concomitent mişcând şi agentul termic dielectric între zonele de admisie şi evacuare a căldurii. La funcţionarea schimbătorului de căldură cu două pistoane 7, unite între ele cu un fir dielectric flexibil 8, lungimea căruia este egală cu distanţa dintre electrozii 5 de aceeaşi polaritate, acţiunea lor este concomitentă. La amplasarea a trei şi mai multe pistoane 7 este necesar de a respecta o unire analogică a pistoanelor cu o lungime argumentată a firului dielectric flexibil 8. When placing only one piston 7 in the channel 4 and connecting the electrodes 5 one above the other to the poles of the same polarity of a voltage source 6, the piston 7, recharging from the electrodes 5, moves through the channel 4, simultaneously moving the dielectric heat carrier between the heat intake and exhaust zones. When operating the heat exchanger with two pistons 7, connected to each other by a flexible dielectric wire 8, the length of which is equal to the distance between the electrodes 5 of the same polarity, their action is simultaneous. When placing three or more pistons 7, it is necessary to observe an analogous connection of the pistons with an argued length of the flexible dielectric wire 8.

Astfel, a fost propus un schimbător de căldură convectiv, care prin mişcarea concomitentă a două sau mai multe pistoane în formă de sferă asigură o circulaţie considerabilă a agentului termic dielectric lichid. Thus, a convective heat exchanger was proposed, which through the simultaneous movement of two or more spherical pistons ensures a considerable circulation of the liquid dielectric thermal agent.

1. Болога М.К. Электроконвективное охлаждение высоковольтной аппаратуры. Электронная обработка материалов, 1985, с. 48 - 50 1. Болога М.К. Electroconvective cooling of high-voltage equipment. Electronic processing of materials, 1985, p. 48 - 50

2. Жакин А.И. Изучение переходных процессов и влияния поверхностной структуры электродов на теплоотдачу в проволочном ЭГД-теплообменнике. Электронная обработка материалов, Том 47, 2011, с. 55 - 59 2. Zhakin A.I. Study of transition processes and influence of surface structure of electrodes on heat transfer in wire EHD-heat exchanger. Electronic processing of materials, Volume 47, 2011, p. 55 - 59

Claims

Convective heat exchanger, which includes a body (1) made in the shape of a torus with an inlet area (2) and an outlet area (3) of heat and with a channel (4) located inside it, made of dielectric material, at the same time in the body (1) at the level of the surface of the channel (4) are installed, with equal pitch, annular electrodes (5), connected one above the other to the poles of the same polarity of a voltage source (6), and inside the channel (4) are placed at least two pistons (7) in the shape of a sphere, connected to each other with a flexible dielectric wire (8), the length of which is equal to the distance between the electrodes (5) of the same polarity.