Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике § 4. ТЕПЛОВОЕ СОПРЯЖЕНИЕ ТЕРМОБАТАРЕИДля нормальной работы термоэлектрического охлаждающего устройства необходимо осуществить наиболее эффективное тепловое сопряжение термобатареи с подлежащими охлаждению объемом либо поверхностью, с одной стороны, и системой теплоотвода — с другой. Место теплового сопряжения должно обладать малым тепловым сопротивлением и большим электросопротивлением. Кроме того, при осуществлении теплового сопряжения должно быть выполнено условие обеспечения надежной механической прочности всех сопрягаемых узлов друг с другом. В первых конструкциях термоэлектрических холодильников (1956 г.) тепловое сопряжение осуществлялось посредством слюдяной прокладки толщиной эпоксидного компаунда. Схематически подобный узел изображен на рис. 30. Здесь на алюминиевую плату 2, являющуюся основанием радиатора 3, нанесена пленка 1 окиси алюминия. Коммутационные пластины горячих спаев термобатареи приклеены к слою оксида, а затем на них собирается термобатарея 4. Предварительно поверхности сопрягаемых деталей тщательно притирались на плоскость. Благодаря склейке эпоксидным компаундом эта система сопряжения обладала достаточной механической прочностью. Паразитный перепад на электроизоляционном слое
Рис. 30. Схема теплового сопряжения термобатареи с оксидированной алюминиевой радиаторной платой. Были разработаны 5 типов теплопереходов, отличающихся друг от друга как своими теплотехническими параметрами, так и технологией изготовления. В 1958 г. в ряде приборов стал применяться теплопереход, состоящий из двух медных пластин определенного размера, склеенных друг с другом термореактивным эпоксидным компаундом. Электроизоляция между пластинами осуществлялась за счет тонкого обладал относительно большим тепловым сопротивлением, в результате чего при плотностях теплового потока в Следующая конструкция электроизолированного теплоперехода предусматривала опять же склейку медных пластин, но череа тонкую В связи с этим была разработана Система теплоперехода, свободная от перечисленных выше недостатков. Этот теплопереход состоял из медной пластины, обработанной на плоскость с одной стороны на токарном или фрезерном станке. Затем на обработанную сторону медной пластины через бумагу толщиной На теплопереходах медь—бумага—медь и медь—бумага—свинец при потоке Принципиально новая система электроизолированного теплоперехода была предложена большой поверхности прилегания медных полос тепловое сопротивление между ними, даже несмотря на относительно толстый слой бумаги, оказывается весьма малым. Сверху и снизу к гофрам припаиваются медные прокладки, для того чтобы разгрузить тонкую медь гофр от тока, питающего термобатарею. По этим же накладкам осуществляется припайка теплоперехода в приборе. Гофрированный теплопереход медь—бумага—медь не может работать во влажной атмосфере, присущей кондиционерам и некоторым другим приборам, так как из-за гигроскопичности бумаги сопротивление теплоперехода значительно падает. Для работы в условиях повышенной влажности вместо бумаги в качестве электроизоляционного слоя применяют ленточный фторопласт. Теплопереходы на фторопласте не теряют своих электроизоляционных свойств, даже будучи полностью погруженными в воду. Однако из-за несмачиваемости фторопласта эпоксидной смолой в гофрах теплоперехода остается воздух, наличие которого ухудшает теплотехнические свойства теплоперехода. Паразитный перепад температур, отнесенный к тому же потоку в
Рис. 31. Схема устройства гофрированного теплоперехода. К недостаткам гофрированных теплопереходов следует отнести их относительно большую высоту Наилучшим по всем параметрам следует признать теплопереход, который сделан из керамики, заключенной между двумя медными пластинами. Основное достоинство керамического теплоперехода перед всеми другими заключается в его простоте, надежности, технологичности и высоких электрических и тепловых параметрах. В качестве электроизоляции в теплопереходах обычно используют алюмино-оксидную керамику (алунд), у которой при комнатной температуре коэффициент теплопроводности почти приближается к таковому у стали. Механическая прочность алундовой керамики весьма высокая (временное сопротивление на разрыв что в ряде отраслей промышленности, и в частности в конденсаторной, уже давно освоен метод металлизации керамики, позволяющий в дальнейшем надежно припаивать ее к металлу. Небольшой коэффициент линейного расширения
Рис. 32. Зависимость паразитного перепада температур от величины теплового потока для различных теплопереходов. 1 — оксидированная склейка; 2 — склейка через бумагу; 3 — гофра (фторопласт); 4 — гофрабумага; 5 — керамический. Следует отметить, что существующее у некоторых мнение о большой перспективности теплопереходов с керамикой из окиси бериллия — безосновательно, так как, хотя окись бериллия и обладает феноменально большим коэффициентом теплопроводности, чрезвычайно большая токсичность вряд ли позволит применять ее в теплопереходах. Алундовый теплопереход обладает наименьшим из всех известных паразитных перепадов температуры. При плотности потока На рис. 32 приведены экспериментально снятые зависимости паразитного перепада температур на различных типах теплопереходов от плотности теплового потока.
Рис. 33. Разрез теплоперехода для больших тепловых потоков. Небезынтересно отметить еще один способ изготовления керамического теплоперехода. Способ этот заключается в следующем. Сначала медная основа методом «напыла» (шоопирова-ние) покрывается слоем окиси алюминия толщиной При тепловых потоках через теплопереход, превышающих В медную деталь 1, имеющую снизу канал 2 для прохождения снимающей тепло воды, помещается алюминиевая бобышка 3 с напаянной на нее медной пластинкой 4. Поверхность алюминиевой бобышки методом электрохимического анодирования покрывается тонким
|
1 |
Оглавление
|