Устройство для охлаждения тепловыделяющего объекта

 

Изобретение относится к области приборостроения-и предназх1ачено для термостабилизации тепловыделяющих э.ементов. Целью изобретения является увеличение времени работы устройства . Устройство для охлаждения тепловыделяющего объекта содержит с внешней стороны сегментов 3 акккумулятора фитили 4, пропитанные веществом с температурой кипения, меньшей температуры плавления вещества теплового аккумулятора. Изобретение отличает отсутствие движущихся частей, на охлаждение тепловыделяющего элемента не затрачивается электроэнергия , время работы увеличивается rio сравнению с прототипом в три с лишним раза при той же металлоемкости , 2 ил. с 3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„БО„„1ЗЫ52О

А1 ()1)4 С 05 D 23/30

ОПИОР НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВХОРСКОРАУ СВИДЕТЕЛьС ТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3965545/24-24 (22) 16. 10.85 (46) 23.12.87. Бюл. Р 47 (71) Краснодарский политехнический институт (72) В.H.Äÿíèëèí, С.П.Доценко и Л.Ф.Свириденко (53) 621.555(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 318022, кл. С 05 Р 23/30, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 842747, кл. G 05 D 23/30, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕГО ОВЪЕКТА (57) Изобретение относится к области приборостроения.и предназначено для термостабилиэации тепловыделяющих э.гементов. Целью изобретения является увеличение времени работы устройства. Устройство для охлаждения тепловыделяющего объекта содержит с внешней стороны сегментов 3 акккуму" лятора фитили 4, пропитанные веществом с температурой кипения, меньшей температуры плавления вещества теплового аккумулятора. Изобретение отличает отсутствие движущихся

1 частей, на охлаждение тепловыделяющего элемента не затрачивается электроэнергия, время работы увеличивается по сравнению с прототипом в три с лишним раза при той же металлоемкости. 2 ил.

1 13615

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для термостабилизации элементов приборных устройств, выделяющих значительное количество тепла при работе в периодическом режиме.

Целью изобретения является увеличение времени работы устройства.

На фиг. 1 представлена схема уст- 10 ройства для охлаждения тепловыделяющего объекта;на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде двух коаксиально 15 расположенных цилиндров с установленным в нем тейловыделяющим объектом 2, теплоотводящим кожухом в виде кольцевых сегментов 3, выполненный из вещества с температурой 20 плавления, соответствующей температуре стабилизации, и фитилями 4,подпружиненными со стороны внешней стенки корпуса пружинами 5.Крышки 6 вместе с клапанами 7 создают гермети- 25 зацию .внутри корпуса, чтобы хлороформ или другая жидкость, используемая по тому же назначению, не испарялась до начала работы устройства.

Устройство может наботать без кры- 30 шек и клапанов, если испаряющуюся жидкость, например хлороформ, заливать в фитиль до его насыщения непосредственно перед работой устройст" ва. Крышки и клапаны в устройстве необходимы для увеличения времени между заливкой жидкости в фитиль и работой устройства.

Во время работы устройства плавится только поверхность сегментов 3, 4р непосредственно контактирующая с термостабилизируемой поверхностью объекта 2. Поверхность сегментов 3, контактирующая с фитилями 4, охлаждается за счет испарения жидкости, . пропитывающей фитиль 4. При повышении давления открываются клапаны 7.

Расплавленное вещество сегментов 3 выдавливается через зазоры в просранство между пружинами. Таким образом происходят одновременно плавление вещества сегментов 3 со стороны тепловыделяющего объекта 2 и испарение хлороформа со стороны фитилей

4, т.е. на внешней стороне сегментов

3. При мощном выделении тепла начинается плавление сегментов Э теплового аккумулятора (ТА), под давлением пружин расплавленное вещество cer20 2 ментов ТА удаляется иэ эоны контакта.

При этом за счет теплопроводности вещества ТА происходит нагрев внешней стороны ТА, которая контактирует с фитилями 4,так как температура кипения вещества, пропитывающего фитили меньше температуры плавления ТА, то это вещество начинает испаряться и тем самым начинает охлаждать нерасплавленную часть ТА, поглощая значительную часть тепла от тепловыделяющепо элемента и увеличивая время работы ТА.

Пример 1. В качестве ТА используется сплав на основе висмута с температурой плавления 69 С,массой

m g = 100 r, теплотой плавления Q

36 Дж/г, фитиль пропитан хлороформом с температурой кипения 61 С, массой mg, = 10 r, теплотой испарания (" = 1700 Дж/г.

Энергоемкость ТА равна Q """; ;m, =

3600 Дж/г.

Энергоемкость хлороформа равна

Q " m < = 17000 Дж/г, так как фитиль имеет пористую структуру, то

50Х хлороформа удерживается за счет адсорбции и уточненная энергоемкость хлороформа составляет 8500 Дж/г,то суммарная энергоемкость равна

12100 Дж/г.

Время работы термостатирующего устройства увеличено в 3,36 раза..

Пример 2. В качестве TA используется сплав на основе висмута с температурой плавления 72 С, массой m 1 = 100 г, теплотой плавления "" = 30 Дж/г, фитиль пропитан хлороформом с температурой кипения 61 С, массой m = 10 г, теплотой испара% ния Я = 1700 Дж/г. Проведенный расчет показывает, что время работы термостатирующего устройства увеличивается в 3,8 раза.

Пример 3. В качестве ТА используется сплав на основе висмута с температурой плавления 66,6 С, массой т,1 = 100 г, теплотой плавления — 35 Дж/г,фитиль пропитан хлороформом с температурой кипения 61 С, массой тп = 10 г,теплотой испарения Q"" = 1700 Дж/г.Проведенный расчет показывает,что в данном случае время работы термостатирующего устройства увеличивается в 3,4 раза.

Уравнение теплового баланса для известного устройства 0 = Q,где ыд т теплота, выделенная элементом, 361520 4 три с лишним раза увеличивает металлоемкость теплоотводящего кожуха.

Время работы предлагаемого устройства со 100 г ТА и 10 г хлороформа практически не отличается от времени работы с использованием дополнительного количества ТА -336 г,при этом получают существенный выигриш в уменьшении металлоемкости ТА, либо во времени по сравнению с известным устройством в три раза при той же металлоемкости. пл

О n= m . Q рсП

1 т, IIcII. ш .. 4cnQ где ш

m. т,Мсо

Q IIII масса плавящегося теплоаккумулятора; масса испаряющегося вещества; теплота плавления плавящегося теплоаккумулятора, удельная; теплота кипения испаряющегося вещества, удельная.

Формула изобретения

20 иск.

Пр примеру 1 количество тепла, ко25 торое может поглотить предложенное устройство, составляет:

Q = 12100 Дж.

Чтобы известное устройство смогло поглотить это же количество тепла теплоаккумулирующего вещества, сегментов 3 необходимо 336 г, что в

Составитель В.Доценко

Техред M.Дидык Корректор С.Черни

Редактор О.Попович. Заказ 6282/47 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1 эа время работы; Ц, „ - теплота,поглощенная тепловым аккумулятором,за время его плавления, Уравнение теплового баланса для предлагаемого устройства поглощенная испаряющимся веществом, например, хлороформом,эа время испарения

Устройство для охлаждения тепловыделяющего объекта, содержащее корпус с размещенным в нем вокруг тепловыделяющего объекта кольцевыми сегментами, выполненными иэ вещсетва с температурой плавления, соответству ющей температуре стабилизации объекта, отличающееся тем, что, с целью увеличения времени работы устройства, в нем на внешней поверхности кольцевых сегментов размещены фитили, пропитанные веществом, температура кипения которого меньше температуры плавления веществ ва кольцевых сегментов, причем фитили прдпружинены к соотвуетствующим кольцевым сегментам.