Жидкостные системы охлаждения
Жидкостные СОТР
В
тех случаях, когда необходимо
интенсифицировать теплоотвод при
одновременном снижении уровня шума
используют жидкостные конвективные
системы охлаждения. В виду того, что
жидкий хладагент имеет более высокий
коэффициент теплоотдачи
из-за большей удельной теплоёмкости и
плотности, его скорость, а также шум
можно снизить. Однако поглощение
выделенной теплоты окружающей средой
требуют, как правило, применения
жидкостно-воздушного теплообменника,
создающего высокий шум, ну а, как правило,
он располагается вне охлаждаемого
объекта. Уровень шума можно уменьшить,
используя теплообменник типа
«жидкость-жидкость». Жидкостные СОТР
являются сложными системами, что
обуславливает их высокую стоимость при
изготовлении и эксплуатации. Тем не
менее, такие системы используют в
бортовых РЭС, так как влияние массы их
составляет 9-11 кг на киловатт подводимой
мощности. Обычно жидкостные СОТР
разрабатываются и поставляются
специализированными организациями.
Хладагент в жидкостных системах может
быть изолирован от охлаждаемых элементов
и передаваться с помощью трубопровода,
либо непосредственно омывать охлаждаемые
элементы. Охлаждаемая жидкость, в которую
погружают элементы, должна обладать
рядом свойств:
- Электрохимическая инертность по отношению к металлам и диэлектрикам.
- Небольшой и сравнительно стабильной во всем температурном диапазоне диэлектрической проницаемостью
- Небольшими потерями в диапазоне до 500 МГц.
- Высокой электрической прочностью даже при температуре кипения не ухудшающейся после многократных электрических пробоев
- Теплофизическими свойствами, лучшими, чем трансформаторное масло и кремний органических жидкостей.
Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют фторо-органические жидкости или фреоны. Кроме того, фреоны позволяют осуществлять теплоотвод при сравнительно низких температурах из-за его низкой температуры кипения.
Системы с изолированным жидким теплоносителем часто используют воду, аммиак, иногда применяют этилен-гликоль. Для разработки жидкостных систем следует учитывать, что причинами коррозии элементов СОТР могут быть
- Электрохимическая активность
- Высокая температура
- органические и механические примеси
- рентген излучение
Поэтому для исключения коррозии следует избегать и использовать материалов, далеко отстоящих друг от друга в ряду активности. Нежелательно применение резины, особенно в системах, использующих в качестве теплоносителя смеси этиленгликоля с дистиллированной водой. Шланги, в том числе и гибкие, желательно выполнять из полиэтилена, а трубопроводы – из нержавеющей стали. Для уменьшения передачи применяют металлические сильфонные шланги. Использование шлангов, имеющих разъёмы с автоматическими клапанами, исключающими истекание жидкости при разборке позволяют улучшить ремонтопригодность СОТР, то есть ремонт возможен без слива жидкости.
Общим достоинством жидкостных и испарительных систем является постоянство температуры охлаждающей среды. Однако, если температура больше некоторого критического значения, то у стенок образуется сплошная плёнка пара и эффективность теплоотвода снижается. Теплоотвод ухудшается и при наличии ламинарной плёнки при течении теплоносителя.