Радиоэлектронный блок (его варианты)

 

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и позволяет повысить эффективность охлаждения блока . Охлаждающий воздух поступает в нагнетательный воздуховод 8, и, благодаря сужению канала и решетке 14, равномерно распределяется по всему сечению. Радиатор 18 имеет форму усеченного конуса с вогнутой сферической поверхностью. Его стенки выполнены с ребрами. 20 и отверстиями, служащими для отвода нагретого воздуха. Сопла 16 патрубков 17 имеют отражатели 19, которые могут быть выполнены либо цилиндрической, либо конической формы. Нагретый воздух отводится в кольцевую щель, образованную отражателем 19 и радиатором 18, и через пазы крьшки 24 выводится наружу . В связи с тем, что охлаждающий воздух поступает как через патрубки 17, так и через отверстия в боковой стенке 15 воздуховода 8, т.е. несколькими струями, увеличивается интенсивность турбулентности в струе, а, следовательно, значительно повышается коэффициент теплоотдачи в зоне взаимодействия струи с поверхностью радиатора 18. 2 с и 2 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Н 05 K 7/20 Д(Py1QP,4 е."" с

4 .ф

i 4у

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ сечению. Радиатор 18 имеет форму усеченного конуса с вогнутой сферической поверхностью. Его стенки выполнены с ребрами 20 и отверстиями, служащими для отвода нагретого воздуха.

Сопла 16 патрубков 17 имеют отражатели 19, которые могут быть выполнены либо цилиндрической, либо конической формы. Нагретый воздух отводится в кольцевую щель, образованную отражателем 19 и радиатором 18, и через пазы крышки 24 выводится наружу. В связи с тем, что охлаждающий воздух поступает как через патрубки 17, так и через отверстия в боковой стенке 15 воздуховода 8, т.е. несколькими струями, увеличивается интенсивность турбулентности в струе, а, следовательно, значительно повышается коэффициент теплоотдачи в зоне взаимодействия струи с поверхностью радиатора 18. 2 с и 2 s.ï. ф-лы, 2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3834017/24-21 (22) 30.12.84 (46) 30.06.86.Бюл. ¹ 24 (71) Казанский ордена Трудового

Красного Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) А.В.Подшивалин, В.А,Дроздиков, И.11.Якимов и Ф.А.Григорьев (53) 621. 396. 67. 7 (088. 8) (56) Патент США № 427781 кл. Н 05 К 7/20, 1982.

Патент США ¹ 4296455, кл. Н 05 К 7/20, 1982. (54) РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Иэобретечие относится к радиоэлектронной технике и позволяет повысить эффективность охлаждения блока. Охлаждающий воздух поступает в нагнетательный воздуховод 8, и, благодаря сужению канала и решетке 14, равномерно распределяется по всему

„„SU„„1241 35 А 1

l 2!- t:: 5

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и, в частности к системам охлаждения.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения.

Поставленная цель достигается за счет значительного повышения коэффициента теплоотдачи в зоне взаимодействия импактной струи с поверхностью радиатора, увеличения интенсивности турбулентности в струе разделения струи холодного воздуха и отводимого нагретого воздуха, а также устранения эоны циркуляции. ьь{3

На фиг.1 и 2 представлены вариан" ты системы охлаждения радиоэлектронного блока.

На фиг.1 представлена конструкция радиоэлектронного блока с системой

20 охлаждения стойки с тепловыделлющими модулями и цилиндрическими отражате—

-лями. Система состоит из подводящей магистрали 1 высокого давления, которая установлена на вертикальной стенке 2 стойки 3. На боковой вертикальной стенке 4 магистрали 1 высокого давления, в соответствии с размещением панелей 5 и плат 6 на par e 7 установлены сужающиеся нагнетатель30 ные воздуховоды 8. Каждый нагнетятельный воздуховод 8 расположен между платами 6 с мощными теп«повыделя— ющими модулями 9. Платы установлены в направляющих 10 и в разъемах !1 па— нели 5. Панели 5 с платами 6 установ- З-" лень! на вертикальной монтажной стенке 12 рамы 7. Нагнетательнь!й воздуховод 8 имеет прямоуГольное окно -для подвода охлаждающего воздуха. Зозду4{! ховод 8 состоит из с;жяющегосл канала 13 и реп!етки 14, Ilj«e««ttaz«!a tet»tt:tx дпя равномерного распределения воздуха по сечению воздуховода 8. Ня: бо-ковой стенке 15 воздуховодя 8 устаl новлены сопла 16 c icopoTKAhGI патрубками 7. Со!«ла 6 расголоже««ы ня расстоянии 4-6 диаметров сопля От поверхности радиатора 18., Colt«la 16 патрубков 17 имеют цилиндрические отражатели 19, установленнь е иа стенке 15 нагнетятельного воздуховода 8. Диаметр открытого среза отражателя 19 равен диаметру большего основания радиатора 18. Размер коль— цевой щели между кромкой радиатора 5 >

18 и открытым срезом отражателя составляет .3-6 мм и определлетсл гидродинамикой течения пристенной струи.

35 2

Стенка нягнетятельного воздуховодя

8, между патруб«ком 17 и отражателем

19, равномерно иерфорирована отверстиями с суммарной проходной площадь!», равной площади выходного отверстия сопла 16. Сопла патрубков 17 направлены нормально к поверхности радиатора 18, установленного на тепловыделяющем модуле 9, Радиаторы 18 имеют форму усеченного конуса с вогнутой сферической поверхностью больmего основания и ребра 20. Диаметр большего основания и радиус кривизны et"o сферической поверхности соответствуют плотности теплового потока

Lt-6 Бт/см, Кроме того, диаметр больв!его Ос!{овянил радиатора должен быть ие менее диаметра распайки выводов

21 ня плате 6 . В стенке ря!1«!яторя 18

1 имеется система отверстий, равномерно распределенных по окружности и напра«зле«иных нормально к вогнутой сферической поверхности радиатора 8.

Отверстия распо«{ожепы ия расстоянии, равном диаметру выходного отверстия сопла.16 от оси радиатора, Магистраль 11изкОГО дя«31!ения длл отвода нагретого гоздуха имеет слож— ную форму и занимает все оставшееся свободное пространство между платами 6 около вертикальной монтажной стенки 12 рамы 7, я также пространство между стенкой конического канала 13 нягнетятельного {3оздуховода 8 и обрат.«ОА стороной платы 6.

Стойка 3 имеет боковые стенки 22, зякрььвающие обьем между рамой 7 tt магистралью 1 13«=It.око го давления, в

КОТОРОМ РЯСПОЛОжЕИШ Пь!ЯТЫ И 1{аГ«ьвтатепь!n;tе вОздухouОд! 8. 31-: !Зу эта яст!. стойки 3 зякрьг. я с«глошным дном

23, а в верхнеи крь!шке. 2 стойки 3 вь{ИIОлпе{IН пазн дпя От«ьодя нягретОГo воздуха и-, магистрали EIHaêoão дяв! tOEtEt JI Ь11Л IIO I!GO ta О« - Iаж«1«IЮЩь ГО !3ОЗ, t, xa «3 3!я« истpQJII-, 1 «ьнсОКОГО дяв:Iе !!3Г«1 с o«!trttt 3 имеютсл иятрубки 25, р-«.СПОЛОжЕ«ьИЫЕ Itа дНЕ 23, ОтНОСящЕМСЯ 13 . !той ь«аСТИ СТОЙКИ К htaгttCTPa ли 1„

Под цпом стойки расположена под-!

«и!«и!ял ггпятформа 26 с направляющими

27 цо: - уиятельного д«зиже«ги. На !«одвижиои п{111 фс«рь!е 26 установлена ра мя 7 вместе с узлом поворота 28 и кронштейн h! 29 EIa Itoтором она подвешена, Передплл сторона рамы 7 имеет ,-.,çepött 30 и узлл 3! их кре..«ления. ся вверх по каналам между платами 6 около монтажной стенки 12 рамы 7, а также в пространстве между стенками сужающегося канала 13 нагнетательных воэдуховодов 8 и обратными сторонами плат 6. Иэ стойки нагретый воздух отводится через вентиляционные пазы в кой 4 подводящей магистрали .I высокого давления.

На фиг.2 представлен вариант выляющих,модулей с отражателями в виде усеченного конуса. Здесь сопла 16 коротких патрубков 17 имеют отражатели 33 в виде усеченного конуса с диаметром большего основания, равным диаметру радиатора 34. Меньшим основанием отражатель установлен на.паТрубке 17. Стенка отражателя 33 равноотверстия сопла 16.

На стенке 15 нагнетательного возрубков расположены между радиаторавыполнен в виде усеченного конуса с вогнутой сферической поверхностью большего основания и ребрами .36. распределении воздуха в узле охлажде- ния тепловыделяющих модулей. Охлаждающий воздух поступает.в нагнета-. тельный воздуховод 8 из магистрали .

1 высокого давления и равномерно распределяется по всему сечению. Затем воздух поступает в патрубки 17и 35, движется по ним и ускоряется в соплах 16 ° Струя охлаждающего воздуха, истекающая из сопл 16 коротких патрубков 17, направляется, нормально к вогнутой сферической поверхности большего основания радиатора 34, соударяется с поверхностью радиатора и растекается по его по3 I24I535 4

Между подвижной рамой 7 и стенками непОдвижной части стойки имеется уплотняющая прокладка 32, расположенная по периметру рамы и закрепленная на стенках стойки.

Система воздушного охлаждения работает следующим образом.

Охлаждающий воздух подводится по верхней крышке 24, расположенные над патрубкам 25 в магистраль 1 высокого нагретой зоной между рамой 7 и стендавления стойки 3. Из магистрали 1 10 высокого давления охлаждающий воздух поступает в нагнететальный воздуховод 8, и, благодаря сужению канала . полнения узла охлаждения тепловыдеи решетки 14, равномерно распределяется по всему сечению. Часть ох.лаждающего воздуха поступает в патрубки 17,.ускоряется в соплах 16 и истекает иэ них в виде струи. Другая часть воздуха проходит через отверстия и создает снутный поток (по отношению к струе) в канале между патрубком 17 и отражателем 19. Струя ох- мерно перфорирована отверстиями на лаждающего воздуха из сопла 16 и уровне среза сопла 16 с суммарной спутный кольцевой поток направляются площадью, равной площади выходного на вогнутую сферическую поверхность .большего основания радиатора 18, охлаждают радиатор и отражаются под духовода 8 имеются длинные патрубки

О

Углом 30-45 относительно платы 6 в 35 с соплами 16. Сопла длинных патобратном направлении. Отвод нагретого воздуха осуществляетс через коль- ми 34 в местах пересечения их. осей цевую щель. между отражателем 19 и симметрии, Сопла 16 длинных патрубрадиатором 18. За пределами радиа- . ков 35 направлены нормально к плате тоРа происходит соударение кольце- 6. Длина патрубков 35 с соплами раввых струй, отраженных от соседних Ра- на расстоянию от нагнетательного диаторов,и их слияние. Плоская ре— воздуховода до кромки вогнутой сфезультирующая струя направляется в

35 рической поверхности радиаторов. СрестоРонУ нагнетательного воэДуховоца зы сопел находятся на уровне верхней

8. РезУльтиРУющаЯ стРУЯ достигает кромки радиатора 34.. Радиатор 34 стенки 15 воздуховода 8, разворачивается и в виде потока нагретого воздуха движется между отражателями 19

40 вдоль поверхности стенки 15. После соударения струи с поверхностью раВ целом система охлаждения рабодиатора 18, охлаждения участка ра- тает аналогично. Различие лишь в диатора и формирования пристенной струи часть ее отводится через сис45 тему отверстий в стенке радиатора 18.

Частично нагретый воздух поступает под.радиатор 18 к плате 6 и вывЬдам

21. Этот воздух вентилирует зону под радиаторами и около платы, охлаждает выводы, часть модуля, наружную по верхность радиатора 18 с ребрами 20.

После этого воздух направляется в сторону воэдуховода 8 и увлекается соударяющими струями. Далее весь воэ-5 дух движется вдоль стенки 15 к краям платы 6 равномерно на все четыре стороны. Затем нагретый воздух отводит1241";35 вер хности . При этом формируется кольцевая струя (пристенная), которая после охлаждения радиатора 34 . направляется через кольцевую щель между отражателем 33 и кромкой радиатора под углом 30-45 относительно о платы б в сторону воздуховода 8. Че..рез отверстия в стенке отражателя 33 поступает небольшое количество отработанного.воздуха в зону между струей и стенкой отражателя. В результате происходит выравнивание давления в указанной зоне и предотвращается образование зоны циркуляции, существенно снижающей скорость на оси струи.

Далее отработанный воздух движется вдоль стенки отражателя и отводится через кольцевую .щель. Затем нагретый воздух транспортируется по магистрали низкого давления и выводится из стойки, через пазы в крышке 24. формул а изобретения

1. Радиоэлектронный блок, содержащий стойку с тепловыделяюшими модулями., соединенный с подводяшей магистралью высокого давления, нагнетательный воздуховод с патрубками, соп- >О ло каждого из которых установлено над соответствующим теплавыделяющим модулем, канал для отвода нагретого воздуха и радиаторы, размещенные на соответствующих тепловыделяющих модулях, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем увеличения интень сивности теплообмена„ нагнетательный воэдуховод снабжен цилиндрическими отражателями, размещенными на стенке нагнетательного воздуховода коакиально соответствующими патрубками, а в стенке нагнетательного воздуховода между отражателем и патрубком 5 выполнены отверстия, радиаторы выполнены в виде усеченных конусов с вогнутыми сферическими поверхностями их .больших оснований, обращенных в сторону сопл, рабрами, расположенными

50 на внешних сторонах конических поверхностей вдоль их образующих и с отверстиями в стенках, а между открытым срезом отражателя и радиатором образована кольцевая щель для отвода, 55 нагретого воздуха, причем нагнетательный воэдуховод выполнен сужающимся к периферии.

2. Блок по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что сумма площадей отверстий, расположенных между каждыми патрубком и отражателем, равна площади выходного отверстия соответствующего сопла., 3. Радиоэлектронный блок, содержащий стойку с тепловыделяю щлми модулями, соединенный с подводящей магистралью высокого давления, нагне— тательныи воздуховод с патрубками, сопло каждого из которых установлено над соответствующим тепловыдЕляющим модулем, канал для отвода нагретого воздуха и радиаторы, размещенные на соответствующих тепловыделяющих модулях, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с .целью повышения эффективности охлаждения путем увеличения интенсификации теплообмена, нагнетательный воздуховод снабжен отражателями, выполненными в виде усеченных конусов с отверстиями в стенках, и дополнительными патрубками с соплами, длина которых больше дни ы основных патрубков, радиаторы выполнены в виде усеченных конусов с вогнутыми сферичдскими поверхностями их больших оснований, обращенных в сторону сопл основных патрубков, и ребрами, расположенными на вшених сторонах конических поверхностей вдоль их образующих, отража— тели своими меньшими основаниями закреплены на основных патрубках нагнетательного воздуховода и обращебольшими основаниями сторону радиаторов, а дополнитель— ные патрубк1л расположены между радиаторами, причем диаметры больших оснований усеченных конусов отражателя и радиатора равны между собой, а воздуховоц выполнен сужающимся к периферии, 4. Блок по п.3, о т л и ч а ю щ и и " я тем, что сумма площадей отверстий каждого отражателя равна площади выходного отверстия соответствующего сопла, а длина каждого дополнительного патрубка равна расстоянию от Hàãíeòàòåëüíîãо воздуховода до кромки вогнутой сферической поверхности радиатора, причем геометрическая ось дополнительного патрубка лежит на оси симметрии двух соседних радиаторов.

124I 535

27

32

@4 3, 1241 535

Составитель Е.Шерщавова

Техред Н,Бонкалс Корректор М.Максимишине:;

Редактор Т.Парфенова

Й< оизводственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород„ул.Проектная,4

Заказ 3617/59 Тираж 765 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауп ская наб., д. 4/5