Розробка та дослідження алюмінієвих теплових труб з різьбовою капілярною структурою для охолодження світлодіодних освітлювальних приладів.

На освітлення в світі витрачається від 19 до 22 % електроенергії, що виробляється. Впровадження енергозберігаючих технологій в системи освітлення дозволить забезпечити значну економію електроенергії та покращити екологічний стан за рахунок зменшення викидів теплових електростанцій в навколишнє середовище. Одним з шляхів економії енергії в освітленні є перехід на світлодіодне освітлення. Світлова віддача світлодіодних джерел світла в 10 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання та в 2 рази - компактних люмінесцентних ламп, що містять ртуть. Однак, при створенні світлодіодних освітлювальних приладів виникає проблема забезпечення нормального теплового режиму світлодіодних джерел світла. Вирішити цю проблему можна за допомогою теплових труб, теплопровідність яких перевищує теплопровідність міді в сотні разів. Разом з тим, технологія виготовлення мідних теплових труб з металоволокнистими або порошковими капілярними структурами є складною. Крім того, вони мають значну масу. Тому перспективним є застосування в світлодіодних приладах більш легких та більш дешевих - алюмінієвих теплових труб. Найкращі алюмінієві теплові труби з капілярними омега-подібними канавками були розроблені для космічного призначення і є дорогими, оскільки отримання капілярної структури здійснюється методом екструзії з використанням високотемпературного металургійного обладнання. В даній науково-дослідній роботі вперше розроблено та досліджено нові конструктивно-технологічні рішення зі створення гравітаційних алюмінієвих теплових труб з різьбовою капілярною структурою, яка виконана у вигляді метричної різьби на внутрішній поверхні корпусу теплової труби в зоні випаровування. Такі теплові труби, на відміну від існуючих алюмінієвих теплових труб з омега-подібними канавками, більш технологічні у виробництві, що дозволяє виготовляти їх в умовах існуючих невеликих вітчизняних підприємств, здешевлює їх виробництво та підвищує конкурентоздатність. В результаті роботи розроблено ескізну конструкторську документацію на теплову трубу з різьбовою капілярною структурою, на імітатор теплового потоку на основі
алмазоподібних плівок та на світлодіодний світильник з розробленою тепловою трубою.
Створено 5 експериментальних зразків теплових труб з теплоносіями: хладон 141b, н-
пентан та ізобутан. Експериментально отримано: нові графічні залежності коефіцієнта
тепловіддачі в зоні випаровування та в зоні конденсації від тиску насиченої пари при
постійній густині теплового потоку, а також – залежності коефіцієнта тепловіддачі в зоні випаровування та в зоні конденсації від густини теплового потоку при постійному тиску насиченої пари. Отримано графічні залежності: термічного опору від кута нахилу теплової труби, перепаду температури по тепловій трубі від теплового потоку, що передається, визначено ступінь рівномірності температурного поля та значення максимального теплового потоку, що передається тепловою трубою.
На основі отриманих залежностей розроблено інженерну методику розрахунку та рекомендації щодо впровадження алюмінієвих теплових труб з різьбовою капілярною структурою в світлодіодні освітлювальні пристрої.

ДолученняРозмір
PDF icon 2017_2917.pdf292.16 КБ