Экспериментальное исследование термоэлектрического устройства для охлаждения дискретных электрорадиоэлементов
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-8-704-710
Аннотация
Разработано устройство, предназначенное для охлаждения дискретных электрорадиоэлементов(ДЭРЭ), источником холода в котором являются стандартные термоэлектрические модули (ТЭМ), образующие две секции с основной и дополнительной теплообменными системами. Описан экспериментальный стенд, приведены результаты натурных испытаний прибора. В различных точках структуры термоэлектрического устройства (ТЭУ) — имитатора ДЭРЭ для набора значений силы тока питания ТЭМ и мощности имитатора ДЭРЭ — экспериментально получены графики изменения температуры во времени. Определено, что в разработанном ТЭУ могут быть использованы ТЭМ типа DRIFT-1,5 производства ООО „Криотерм“ (Санкт-Петербург). Установлено, что в случае применения данного типа термомодулей температура ДЭРЭ может быть снижена до 272 К при токе питания, близком к оптимальному (5 А), при этом время выхода на режим составляет 90 с. Расхождение экспериментальных и расчетных данных составило не более 10 %.
Ключевые слова
электрорадиоэлемент,
термоэлектрическое устройство,
термоэлектрический модуль,
лабораторный образец,
охлаждение,
экспериментальная установка,
измерительный эксперимент
При поддержке: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-29-00130, https://rscf.ru/project/23-29-00130/.
Об авторах
А. М. Ибрагимова
Дагестанский государственный технический университет
Россия
Россия
Асият Магомедовна Ибрагимова — кафедра теоретической и общей электротехники; соискатель
Махачкала
О. В. Евдулов
Дагестанский государственный технический университет
Россия
Россия
Олег Викторович Евдулов — д-р техн. наук, доцент; кафедра теоретической и общей электротехники
Махачкала
Список литературы
1. Шарков А. В., Кораблев В. А., Герасютенко В. В., Заричняк Ю. П. Системы охлаждения и термостатирования. СПб: НИУ ИТМО, 2021. 89 с.
2. Архаров И. А., Махотин И. Д. Сравнительный анализ способов охлаждения серверов вычислительных центров и банков данных. Ч. 2. Экономическая эффективность систем с жидкостным и воздушным охлаждением // Вестн. Международной академии холода. 2022. № 4. С. 21—28.
3. Гайдин Н. М., Поклонская М. В., Палий А. В. Исследование влияния конструктивных особенностей теплоотвода на эффективность охлаждения процессора // Инженерный вестник Дона. 2021. № 10(82). С. 77—85.
4. Кудж С. А., Кондратенко В. С., Кадомкин В. В., Высоканов А. А. Анализ эффективности теплоотвода в тепловыделяющих устройствах при использовании различных интерфейсов // Изв. вузов. Электроника. 2020. Т. 25, № 4. С. 347—357.
5. Ssennoga T., Zhu J., Yuying A., Li B. A comprehensive review of thermoelectric technology: Materials, applications, modeling and performance improvement // Renewable and sustainable energy reviews. 2016. Vol. 65. P. 114—121.
6. Васильев Е. Н. Термоэлектрическое охлаждение теплонагруженных элементов электроники // Микроэлектроника. 2020. Т. 49, № 2. С. 133—141.
7. Snyder G. J., LeBlanc S., Crane D. et al. Distributed and localized cooling with thermoelectrics // Future energy. 2021. Vol. 5. P. 748—751.
8. Tan H., Fu H., Yu J. Evaluating optimal cooling temperature of a single-stage thermoelectric cooler using thermodynamic second law // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 123. P. 845—851.
9. Zhang L., Shi X.-L., Yang Y.-L., Chen Z.-G. Flexible thermoelectric materials and devices: from materials to applications // Materials today. 2021. Vol. 46. P. 62—108.
10. Исмаилов Т. А., Евдулов О. В., Магомадов Р. А.-М. Охлаждающие системы на базе сильноточныхтермоэлектрических полупроводниковых преобразователей. СПб: Политехника, 2020. 285 с.
11. Finn P.-A., Asker C., Wan K. et al. Thermoelectric materials: current status and future challenges // Frontiers in electronic materials. 2021. Vol. 1. P. 1—13.
12. Shi X.-L., Zou J., Chen Z.-G. Advanced thermoelectric design: from materials and structures to devices // Chemical reviews. 2020. Vol. 15. P. 7399—515.
13. Ибрагимова А. М., Евдулов О. В. Термоэлектрические полупроводниковые устройства для отвода теплоты от элементов РЭА // X Междунар. науч.-техн. конф. „Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке“. СПб, 27—29 окт. 2021 г. С. 12—15.
14. [Электронный ресурс]: <http://www.kryotherm.spb.ru>. (дата доступа 02.05.2023)
15. Васильев Е. Н. Расчет и оптимизация теплообменников термоэлектрического блока охлаждения // Теплофизика и аэромеханика. 2022. Т. 29, № 3. С. 419—430.
16. Евдулов О. В., Ибрагимова А. М., Магомедов Т. Ю. Расчетная модель термоэлектрической системы для охлаждения дискретных полупроводниковых приборов // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2022. Т. 49, № 2. С. 9—17.
Рецензия
Для цитирования:
Ибрагимова А.М., Евдулов О.В. Экспериментальное исследование термоэлектрического устройства для охлаждения дискретных электрорадиоэлементов. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2023;66(8):704-710. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-8-704-710
For citation:
Ibragimova A.M., Evdulov O.V. Experimental studies of a thermoelectric device for cooling discrete electric radio elements. Journal of Instrument Engineering. 2023;66(8):704-710. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-8-704-710
Просмотров:
7
Послать статью по эл. почте 