SU1725423A1 - Radiator for cooling radio components - Google Patents

Radiator for cooling radio components Download PDF

Info

Publication number
SU1725423A1
SU1725423A1 SU894774408A SU4774408A SU1725423A1 SU 1725423 A1 SU1725423 A1 SU 1725423A1 SU 894774408 A SU894774408 A SU 894774408A SU 4774408 A SU4774408 A SU 4774408A SU 1725423 A1 SU1725423 A1 SU 1725423A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiator
cooling
channels
air
ribs
Prior art date
Application number
SU894774408A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Александрович Балашов
Евгений Петрович Букацевич
Владимир Петрович Одуев
Original Assignee
Опытно-Конструкторское Бюро При Волгоградском Машиностроительном Заводе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Опытно-Конструкторское Бюро При Волгоградском Машиностроительном Заводе filed Critical Опытно-Конструкторское Бюро При Волгоградском Машиностроительном Заводе
Priority to SU894774408A priority Critical patent/SU1725423A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1725423A1 publication Critical patent/SU1725423A1/en

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиоэлектронике , в частности к устройствам дл  охлаждени  радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - повышение эффективности охлаждени . Радиатор содержит основание 1, на котором расположены параллельно одно другому ребра 3, образующие замкнутые каналы; и кожух с крышкой 4, причем ребра выполнены из пористого проницаемого теплопроводного материала, а межреберные смежные каналы перекрыты с противоположных сторон заглушками 7. образу  коллекторы 8 и 9, предназначенные дл  подвода и отвода охлаждающего воздуха . 1 ил.The invention relates to electronics, in particular to devices for cooling electronic equipment. The purpose of the invention is to increase the cooling efficiency. The radiator contains a base 1, on which ribs 3 are parallel to one another, forming closed channels; and a casing with a lid 4, the fins being made of a porous permeable heat-conducting material, and the intercostal adjacent channels are blocked on opposite sides by plugs 7. forming collectors 8 and 9, intended for supplying and discharging cooling air. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к радиоэлектронике , в частности к устройствам дл  охлаждени  радиоэлектронной аппаратуры.The invention relates to electronics, in particular to devices for cooling electronic equipment.

Известно устройство дл  охлаждени , в котором конструктивный элемент из пори- стого проницаемого материала,  вл ющийс  основанием,играет роль транспортного канала дл  подвода охлаждающей жидкости к охлаждаемым элементам. При продувке основани  воздухом с целью ин- тенсификации теплообмена оно утрачивает роль транспортного канала из-за вытеснени  из него потоком воздуха охлаждающей жидкости.A device for cooling is known, in which a structural element of porous permeable material, which is the base, plays the role of a transport channel for supplying cooling fluid to the cooled elements. When purging the base with air in order to intensify the heat exchange, it loses the role of the transport channel due to the displacement of coolant from the air flow.

Известен радиоэлектронный блок, в ко- тором конструктивным элементом из пористого проницаемого материала  вл етс  перегородка, служаща  дл  задерживани  выплескиваемой во врем  кипени  охлаждающей жидкости. Задержива  эту жид- кость и пропуска  пар, перегородка, фактически, играет роль фильтра дл  разделени  парожидкостной смеси.A radio-electronic unit is known, in which a structural element of porous permeable material is a septum, which serves to keep the coolant splashed out during boiling time. By holding this liquid in and passing steam, the partition actually plays the role of a filter for separating the vapor-liquid mixture.

Наиболее близкой  вл етс  конструкци  радиатора, каналы которого  вл ютс  закрытыми, но их боковые стенки (ребра) выполнены из пористого непроницаемого дл  воздуха материала с теплопроводным каркасом.The closest is the design of the radiator, the channels of which are closed, but their side walls (ribs) are made of porous air-tight material with a heat-conducting frame.

В закрытых каналах периметр попереч- ного сечени  потока равен длине границы этого сечени  и при непроницаемых дл  воздуха стенках такие каналы, очевидно, должны иметь входное и выходное отверсти . В каналах этого радиатора охлаждаю- щий воздух движетс  транзитом и их заглушение, т.е. установка непроницаемых перегородок со стороны входных или выходных отверстий превращала бы радиатор в неработоспособную конструкцию.In closed channels, the perimeter of the cross section of the flow is equal to the length of the boundary of this section, and with walls impermeable to air, such channels obviously should have an inlet and an outlet. In the channels of this radiator, the cooling air moves in transit and their muffling, i.e. the installation of impenetrable partitions on the side of the inlet or outlet openings would make the radiator into an inoperable design.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности охлаждени  радиоэлементов .The aim of the invention is to increase the cooling efficiency of radio elements.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в радиаторе дл  охлаждени  радиоэлемен- тов, содержащем основание, на котором расположены параллельно одно другому ребра с образованием замкнутых каналов и кожух, ребра выполнены из пористого проницаемого теплопроводного материала, а межреберные смежные каналы перекрыты с противоположных сторон.This goal is achieved by the fact that in a radiator for cooling radioelements containing a base on which edges are parallel to one another to form closed channels and a casing, the edges are made of porous permeable heat-conducting material, and intercostal adjacent channels are blocked on opposite sides.

На чертеже изображено устройство предлагаемой конструкции радиатора, общий вид в аксонометрии.The drawing shows the device of the proposed design of the radiator, a General view in axonometry.

Предлагаема  конструкци  радиатора представл ет собой плоскую теплопроводную пластину (основание) 1, к которой с одной стороны креп тс  тепловыдел ющие элементы 2 электронных систем, а с другойThe proposed radiator design is a flat heat-conducting plate (base) 1, to which, on the one hand, the heat-generating elements of the 2 electronic systems are attached, and on the other hand

стороны установлены с совершенным тепловым контактом параллельно расположенные ребра 3, образующие систему межреберных каналов. Ребра изготовлены из проницаемого дл  воздуха пористого материала с теплопроводным каркасом, в качестве такого материала, например, могут быть использованы пористые проницаемые материалы на металлической основе, получаемые путем прессовани  с последующим спеканием металлических порошков, волокон и сеток. Сверху ребра перекрыты коробчатой крышкой 4, имеющей отверсти  5 и 6, а торцы соседних межреберных каналов закрыты с противоположных сторон заглушками 7, образу  коллекторы 8 и 9, пред- назначенные дл  подвода и отвода охлаждающего воздуха, группу каналов 10, сообщающихс  с коллектором 8, и группу каналов 11, сообщающихс  с коллектором 9.the sides are installed with a perfect thermal contact parallelly arranged fins 3, forming a system of intercostal channels. The ribs are made of an air-permeable porous material with a heat-conducting frame; for example, porous permeable materials on a metal base, obtained by pressing followed by sintering of metal powders, fibers and meshes, can be used. At the top, the ribs are covered with a box-shaped lid 4, having holes 5 and 6, and the ends of adjacent intercostal channels are closed on opposite sides by plugs 7, forming collectors 8 and 9, intended for supplying and discharging cooling air, channel group 10 communicating with the collector 8, and channel group 11 communicating with collector 9.

Радиатор работает следующим образом .The radiator works as follows.

В один из коллекторов, например через отверстие 5 в коллектор 8, подаетс  охлаждающий воздух. Из коллектора 8 воздух распредел етс  по межреберным каналам 10 и, следу  по ним, профильтровываетс  сквозь пористые ребра в соседние межреберные каналы 11, из которых и попадает в коллектор 9, с помощью которого отводитс  через отверстие 6. Воздух, протека  сквозь поры ребер, отбирает тепло от их металлического каркаса, нагреваемого теплом от пластины 1, охлажда  тем самым ее и прикрепленные к ней тепловыдел ющие элементы электронных схем. Суммарна  внутренн   поверхность пар ребер,  вл юща с  поверхностью теплообмена, велика, чем и обеспечиваетс  высока  интенсивность теплообмена в предлагаемой конструкции радиатора. При фильтрационном движении воздуха сквозь пористое ребро имеет место турбулизаци  потока, что также способствует интенсификации теплообмена. Следует отметить, что кроме внутренней поверхности пор ребер, в теплообмене участвует и их бокова  поверхность , не зан та  порами, и поверхность пластины, наход ща с  между ребрами. Все это в сумме и обеспечивает высокую интенсивность теплообмена и, следовательно , повышает эффективность охлаждени  изделий в предлагаемой конструкции радиатора . Максимальна  высота ребра из пористого материала, при которой обеспечиваетс  его эффективна  работа может быть определена какCooling air is supplied to one of the collectors, for example, through the opening 5 to the collector 8. From the collector 8, the air is distributed through the intercostal channels 10 and, following them, is filtered through porous fins into adjacent intercostal channels 11, from which it enters the collector 9, with which it is removed through the opening 6. Air, flowing through the pores of the fins, takes heat from their metal frame, heated by heat from plate 1, thereby cooling it and the heat-generating elements of electronic circuits attached to it. The total internal surface of the pair of fins, which is a heat exchange surface, is large, which ensures a high intensity of heat exchange in the proposed radiator design. During the filtration movement of air through the porous rib, flow turbulization takes place, which also contributes to the intensification of heat exchange. It should be noted that in addition to the internal surface of the pores of the ribs, their side surface is not involved in heat exchange, is not occupied by pores, and the surface of the plate located between the ribs. All this in sum and provides a high intensity of heat transfer and, consequently, increases the efficiency of cooling products in the proposed design of the radiator. The maximum height of the ribs of porous material, which ensures its efficient operation can be defined as

ь„в1,„ Ч V ZET7ü „v1,„ W V ZET7

макс о л У - -У т- max o l Y - -Y t-

3-4 (1 Ј)3-4 (1)

где а- коэффициент теплоотдачи от поверхности внутрипорового пространства к потоку воздуха в порах проницаемого материала;where a is the heat transfer coefficient from the surface of the interstitial space to the air flow in the pores of the permeable material;

а- удельна  поверхность пористой матрицы;a- specific surface of the porous matrix;

Як - теплопроводность материала каркаса ребра;Yak - thermal conductivity of the material of the rib cage;

Б - пористость ребра.B - rib porosity.

Величина удельной площади поверхности теплообмена дл  предлагаемой конструкции ребристого радиатора может быть рассчитана какThe value of the specific surface area of heat transfer for the proposed design of a finned radiator can be calculated as

с ()n РУД.Р-- Vo,with () n RUD.R-- Vo,

где Vp - объем ребра;where Vp is the edge volume;

Рб - площадь боковой поверхности ребра;Rb is the side surface area of the rib;

п - число ребер;n is the number of edges;

V0 - общий объем.V0 is the total volume.

Эффективность предлагаемой конструкции радиатора по сравнению с конструкци ми радиаторов с ребрами из сплошного материала можно оценить отношениемThe effectiveness of the proposed design of the radiator in comparison with the designs of radiators with fins of solid material can be estimated by the ratio

а Fyfl.p сгВ . . а р - л т I,and Fyfl.p cgb. . and p - lt I,

гудgood

где В - толщина ребра.where B is the thickness of the rib.

Это отношение показывает во сколько раз при прочих равных услови х поверхность теплообмена предлагаемой конструкции больше таковой дл  известных конструкций ребристых радиаторов.This ratio shows how many times, all other things being equal, the heat exchange surface of the proposed construction is greater than that of the known designs of ribbed radiators.

Технико-экономический эффект предлагаемого радиатора заключаетс  в том, что при продувке охлаждающего воздуха через пористую проницаемую теплопроводную конструкцию ребра можно сделать достаточно тонкими в направлении движени  через них охлаждающего воздуха, а требуемую поверхность охлаждени  получить путем вариации высоты пористых ребер и частоты их установки, что значительно снижает аэродинамическое сопротивление пористой конструкции, кроме того, осуществл етс  равномерна  продувка охлаждающего воздуха через пористую конструкцию без образовани  застойных зон.The technical and economic effect of the proposed radiator is that by blowing cooling air through the porous permeable heat-conducting structure, the ribs can be made thin enough in the direction of cooling air through them, and the required cooling surface can be obtained by varying the height of the porous ribs and their installation frequency, which is significantly reduces the aerodynamic resistance of the porous structure; moreover, the cooling air is blown uniformly through the porous structure uktsiyu without formation of stagnant zones.

Во всех каналах предлагаемой конструкции радиатора одно из крайних поперечных сечений заглушено, что исключает транзитное движение воздуха в них, а расположение заглушек в соседних каналах с противоположных сторон позвол ет организовать фильтрационное течение охлаждающего воздуха сквозь нагретые пористыеIn all channels of the proposed radiator design, one of the extreme cross sections is plugged, which prevents transit air flow in them, and the location of the plugs in adjacent channels from opposite sides allows the filtration flow of cooling air through heated porous

проницаемые ребра из каналов, открытых со стороны подвода воздуха в радиатор, в каналы, открытые со стороны отвода воздуха из радиатора. Таким образом, наличиеpermeable ribs from the channels opened from the side of the air supply to the radiator, to the channels open from the side of the air outlet from the radiator. Thus, the presence

заглушек в каналах предлагаемой конструкции радиатора с пористыми проницаемыми ребрами, когда заглушки в соседних каналах расположены с противоположных сторон ,  вл етс  необходимым условием дл the plugs in the channels of the proposed radiator design with porous permeable fins, when the plugs in adjacent channels are located on opposite sides, is a necessary condition for

обеспечени  работоспособности предлагаемой конструкции.ensuring the performance of the proposed design.

В отличие от известных конструкций ребристых радиаторов, благодар  пористой проницаемой структуре ребер, возможна ихIn contrast to the known designs of ribbed radiators, due to the porous permeable structure of the ribs, their

продувка воздухом в поперечном направлении . Поверхность теплообмена в таком радиаторе всецело определ етс  внутренней поверхностью пор всех ребер. При движении воздуха внутри извилистых пор он турбулизируетс , в результате чего возрастают значени  местных коэффициентов теплоотдачи при внутрипоровом теплообмене. Развита  поверхность теплообмена и увеличение коэффициентов теплоотдачи соblowing air in the transverse direction. The heat exchange surface in such a radiator is entirely determined by the inner surface of the pores of all the ribs. When air moves inside the winding pores, it is turbulized, as a result of which the values of the local heat transfer coefficients increase during the interstitial heat exchange. The heat exchange surface and the increase of heat transfer coefficients with

стороны воздуха обеспечивает интенсивный теплообмен между охлаждаемой поверхностью и воздухом, а продувка воздухом ребер в поперечном направлении позвол ет снизить гидравлическое сопротивлениеside of the air provides intensive heat exchange between the surface to be cooled and the air, and blowing air through the fins in the transverse direction reduces the hydraulic resistance

фильтрационного потока воздуха, так как ребра могут быть выполнены достаточно малой толщины. Изготовление ребер радиатора из пористого проницаемого теплопроводного материала позвол ет получитьfiltration flow of air, since the ribs can be made sufficiently small thickness. The fabrication of radiator fins from porous permeable heat-conducting material allows to obtain

новое техническое решение, про вл ющеес  в увеличении отводимой от охлаждаемой поверхности тепловой мощности при воздушном охлаждении, применение которого во многих случа х оказываетс  более предпочтительным , чем испарительное охлаждение или охлаждение водой.A new technical solution, which manifests itself in an increase in thermal power removed from the cooled surface during air cooling, the use of which in many cases is more preferable than evaporative cooling or water cooling.

Claims (1)

Формула изобретени  Радиатор дл  охлаждени  радиоэлементов , содержащий основание, на которомBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION A radiator for cooling radio elements comprising a base on which расположены параллельно одно другому ребра с образованием замкнутых межреберных каналов, и кожух, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени , ребра выполнены из пористогоthe ribs are parallel to each other with the formation of closed intercostal channels, and a casing, characterized in that, in order to increase the cooling efficiency, the ribs are made of porous проницаемого теплопроводного материала, а межреберные смежные каналы перекрыты с противоположных сторон.permeable heat-conducting material, and intercostal adjacent channels are closed on opposite sides.
SU894774408A 1989-12-26 1989-12-26 Radiator for cooling radio components SU1725423A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894774408A SU1725423A1 (en) 1989-12-26 1989-12-26 Radiator for cooling radio components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894774408A SU1725423A1 (en) 1989-12-26 1989-12-26 Radiator for cooling radio components

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1725423A1 true SU1725423A1 (en) 1992-04-07

Family

ID=21487403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894774408A SU1725423A1 (en) 1989-12-26 1989-12-26 Radiator for cooling radio components

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1725423A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1263040A2 (en) * 2001-06-01 2002-12-04 Delphi Technologies, Inc. High performance heat sink for electronics cooling
WO2013100777A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 ГОНЧАРОВ, Михаил Юрьевич Electronic device and method for cooling same
RU2498426C2 (en) * 2007-12-28 2013-11-10 Роберт Бош Гмбх Electronic unit with housing
RU2803414C1 (en) * 2022-07-26 2023-09-12 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" Radiator with efficient and distributed heat removal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 976865, кл. Н 05 К 7/20, 1979. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6761211B2 (en) * 2000-03-14 2004-07-13 Delphi Technologies, Inc. High-performance heat sink for electronics cooling
EP1263040A2 (en) * 2001-06-01 2002-12-04 Delphi Technologies, Inc. High performance heat sink for electronics cooling
EP1263040A3 (en) * 2001-06-01 2005-05-25 Delphi Technologies, Inc. High performance heat sink for electronics cooling
RU2498426C2 (en) * 2007-12-28 2013-11-10 Роберт Бош Гмбх Electronic unit with housing
WO2013100777A1 (en) * 2011-12-29 2013-07-04 ГОНЧАРОВ, Михаил Юрьевич Electronic device and method for cooling same
RU2803414C1 (en) * 2022-07-26 2023-09-12 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Пульсар" Radiator with efficient and distributed heat removal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5145001A (en) High heat flux compact heat exchanger having a permeable heat transfer element
US5165466A (en) Modular heat exchanger having delayed heat transfer capability
US4502100A (en) Cooling system with counter flow of coolant
JPH04221843A (en) Heat-removing device
DK151834B (en) AIR OR WALL CONSTRUCTION
US5029638A (en) High heat flux compact heat exchanger having a permeable heat transfer element
US4898234A (en) Air heat exchanger
US4216820A (en) Condenser/evaporator heat exchanger and method of using the same
KR100783804B1 (en) Cooler with a dehumidifying function for control panel
SU1725423A1 (en) Radiator for cooling radio components
JP2003302176A (en) Boiling cooler
US20060130508A1 (en) Total heat exchanger
US1508860A (en) Radiator
KR101957176B1 (en) Condenser module and condenser comprising the same
US3141308A (en) Evaporative cooling apparatus for a reefrigerant
US3973624A (en) Condenser
RU2163061C2 (en) Radio electronic equipment cabinet
JPH0557126A (en) Electronically cooling type compressed air dehumidifier
RU2812271C1 (en) Air-cooled radio-electronic unit
JP3804185B2 (en) Boiling cooler
RU191755U1 (en) HEAT EXCHANGER OF CONTACTLESS LIQUID COOLING SYSTEM FOR ELECTRONIC COMPONENTS
JPS60159533A (en) Dehumidifier
KR101971450B1 (en) Condenser
KR0168886B1 (en) Thermal conduction cooling plate
KR100898926B1 (en) Heat exchange of ventilating system