RU1825368C

RU1825368C - Liquid dielectric heat carrier

Info

Publication number: RU1825368C
Application number: SU5016064A
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Бартанов; Татьяна Владимировна Михайлова; Дмитрий Дмитриевич Молдавский; Юрий Андреевич Фомин; Вячеслав Александрович Чванов; Лариса Васильевна Шкультецкая
Original assignee: Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1993-06-30

Abstract

Применение: дл охлаждени объектов электротехники и теплотехники при разработке электрооборудовани различного назначени , где важно обеспечить заданный тепловой режим элементов. Сущность изог бретени : жидкий диэлектрический тепло- носитель, измен ющий свое агрегатное состо ние в процессе охлаждени объекта, дл погружных систем охлаждени электрооборудовани содержит, об.%: перфтортри- этиламин 50-70 и перфтортрипропиламин 30-50, что обеспечивает повышение теплоотдачи в рабочем режиме и снижение веро тности наступлени кризисных влений при тепловых перегрузках. 1 табл. ЁApplication: for cooling objects of electrical and heat engineering in the development of electrical equipment for various purposes, where it is important to ensure a given thermal regime of the elements. The essence of isogenesis: a liquid dielectric heat carrier, which changes its state of aggregation during cooling of an object, for immersion cooling systems for electrical equipment contains, vol.%: Perfluorotriethylamine 50-70 and perfluorotripropylamine 30-50, which ensures increased heat transfer in the working regime and a decrease in the probability of the onset of crisis phenomena during thermal overloads. 1 tab. Yo

Description

Изобретение относитс к области охлаждени объектов электротехники и теплотехники , а именно к теплоносител м, измен ющим свое агрегатное состо ние в процессе охлаждени объекта, и может быть использовано при разработке электрооборудовани различного назначени , где важно обеспечить заданный тепловой режим элементов.The invention relates to the field of cooling of objects of electrical and heat engineering, in particular to heat fluids that change their state of aggregation during cooling of an object, and can be used in the development of electrical equipment for various purposes, where it is important to ensure a given thermal regime of the elements.

Цель изобретени - повышение теплоотдачи в рабочем режиме и снижение веро тности наступлени кризисных влений при тепловых перегрузках.The purpose of the invention is to increase heat transfer in the operating mode and to reduce the likelihood of crisis occurrence during thermal overloads.

Поставленна цель достигаетс тем, что жидкий диэлектрический теплоноситель дл погружных систем охлаждени электрооборудовани содержащий перфтортриэтиламин , дополнительно содержит перфтортрипропиламин , об;%:The goal is achieved in that the liquid dielectric coolant for submersible cooling systems for electrical equipment containing perfluorotriethylamine, additionally contains perfluorotripropylamine, vol;%:

Перфтортриэтиламии50-70Perfluorotriethylamide 50-70

Перфтортрипропиламин30-50.Perfluorotripropylamine 30-50.

Отличительным признаком вл етс то, что жидкий диэлектрический теплоноситель помимо перфтортриэтиламина. содержит перфтортрипропиламин при следующем соотношении компонентов соответственно 50-70 и 30-50 об.%, что вл етс необходимым условием дл повышени теплоотдачи в рабочем режиме и снижение веро тности наступлени кризисных влений при тепловых перегрузках.A distinctive feature is that the liquid dielectric heat transfer medium is in addition to perfluorotriethylamine. contains perfluorotripropylamine in the following ratio of components of 50-70 and 30-50 vol.%, respectively, which is a necessary condition for increasing heat transfer in the operating mode and reducing the likelihood of crisis occurrence during thermal overloads.

Диэлектрическую смесь получают путем сливани при равномерном перемешивании двух компонент при комнатной температуре , об.%: перфтортриэтиламин - 50-70The dielectric mixture is obtained by merging with uniform stirring of two components at room temperature, vol.%: Perfluorotriethylamine - 50-70

и перфтортрипропиламин - 30-50. Температура кипени первой компоненты - 71°С, второй - 129°С. Использование в качестве теплоносител только одной перпой жидкости ведет к возникновению эффекта пленочного кипени и перегреву охлаждаемого объекта. Использование только одной второй жидкости - значительному повышению стоимости устройства за счет высокой стоимости жидкости. Кроме того, дл р да электротехнических устройств температура кипени остаетс слишком высокой, что так же ведет к перегреву оборудовани .and perfluorotripropylamine - 30-50. The boiling point of the first component is 71 ° C, the second is 129 ° C. The use as a heat carrier of only one feather of liquid leads to the onset of film boiling and overheating of the cooled object. The use of only one second liquid - a significant increase in the cost of the device due to the high cost of the liquid. In addition, for a number of electrical devices, the boiling point remains too high, which also leads to overheating of the equipment.

Результаты испытани жидкого диэлектрического теплоносител , состо щего из двух компонентов даны в таблице.The test results of a liquid dielectric heat carrier consisting of two components are given in the table.

Из таблицы видно, что в предлагаемом интервале компонент температура 2-компо- нентной жидкости близка к температуре кипени первой компоненты и коэффициент теплоотдачи высокий. При повышении количества первой компоненты больше 70% (перфтортриэтиламина) резко снижаетс коэффициент теплоотдачи (разница At увеличиваетс ) и может возникнуть эффект пле ночного кипени . При снижении количества первой компоненты (менее 55%) уменьшаетс коэффициент теплоотдачи и повышаетс стоимость 2-компонентного теплоносител за счет высокой стоимости второй компоненты .The table shows that in the proposed interval of the component, the temperature of the 2-component liquid is close to the boiling point of the first component and the heat transfer coefficient is high. As the amount of the first component increases by more than 70% (perfluorotriethylamine), the heat transfer coefficient decreases sharply (the difference At increases) and the effect of film boiling can occur. When the amount of the first component is reduced (less than 55%), the heat transfer coefficient decreases and the cost of the 2-component heat carrier increases due to the high cost of the second component.

Рассмотрим физические основы процесса охлаждени с помощью 2-составл ю- щих компонентов. Объект охлаждени помещают в 2-компонентную жидкость и включают. По мере нагрева охлаждаемого элемента закипает перва компонента. Температура ее кипени определ ет рабочий тепловой режим. Пар конденсируетс на разветвленной поверхности теплообменника объекта охлаждени . Поддействием силы т жести капли охлаждаемой жидкости возвращаютс в исходный объем В рабочемLet us consider the physical basis of the cooling process using 2-component components. The cooling object is placed in a 2-component liquid and turned on. As the cooled element heats up, the first component boils. Its boiling point determines the operating thermal regime. Steam condenses on the branched surface of the heat exchanger of the cooling object. By gravity, drops of the cooled liquid are returned to the original volume.

- -

режиме часть энергии от охлаждаемого объекта отводитс за счет парообразовани первой компоненты непосредственно в приповерхностной области. Друга часть заIn this mode, part of the energy from the cooled object is diverted due to the vaporization of the first component directly in the near-surface region. Another part for

5 счет температурного градиента в некип щей компоненте передаетс в более удаленные слои жидкости, вызыва там кипение первой компоненты. Таким образом, имеет место объемное парообразование, что улуч10 шает теплоотдачу. Объемное парообразова- ние и конвективна теплопередача в некип щей компоненте преп тствует возникновению кризисных влений в случае перегрузки . При значительном повышении5, the temperature gradient in the non-boiling component is transferred to more distant layers of the liquid, causing the first component to boil there. Thus, volumetric vaporization takes place, which improves heat transfer. Volumetric vaporization and convective heat transfer in the non-boiling component prevents the occurrence of crisis phenomena in case of overload. With a significant increase

15 температуры начинаетс кипение второй компоненты, что защищает систему охлаждени от взрыва. Экспериментально (акт испытаний прилагаетс ) найдено, что режим, близкий к оптимальному, обеспечиваетс 15, the second component begins to boil, which protects the cooling system from explosion. Experimentally (test report is attached) it was found that a regime close to optimal is ensured

20 предлагаемым соотношением компонент.20 proposed ratio of components.

Таким образом, предлагаемый жидкий диэлектрический теплоноситель позвол ет повысить теплоотдачу с поверхности охлаждаемого объекта в рабочем режиме на 30- 5 40%, снизить веро тность кризисных влений на 20-25%, недопустимых перегревов охлаждаемого элемента и разрушени системы охлаждени при технологических и аварийных перегрузках и поэтому можетThus, the proposed liquid dielectric coolant allows to increase heat transfer from the surface of the cooled object in the operating mode by 30–40%, to reduce the likelihood of crisis phenomena by 20–25%, unacceptable overheating of the cooled element and the destruction of the cooling system during technological and emergency overloads and therefore may

30 быть использован дл эффективного охлаждени электрооборудовани , в частности, трансформаторно-дроссельного и т.п. при погружном способе охлаждени , Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Жидкий диэлектрический теплоноситель дл погружных систем охлаждени электрооборудовани на основе перфтортриэтиламина , отличающийс тем, что он дополнительно содержит перфтортрипропиламин при следующем соотношении компонентов, об.%:30 be used to efficiently cool electrical equipment, in particular transformer-throttle, and the like. with immersion cooling method, Formula and sample Liquid dielectric heat carrier for immersion cooling systems for electrical equipment based on perfluorotriethylamine, characterized in that it additionally contains perfluorotripropylamine in the following ratio of components, vol.% :

Перфтортриэтиламин50-70Perfluorotriethylamine 50-70

Перфтортрипропиламин30-50Perfluorotripropylamine 30-50

3535

4040