автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Обеспечение тепловых режимов блоков радиоэлектронных систем кассетной конструкции на базе термоэлектрических преобразователей

!

На правах рукописи

Юсуфов Ширали Абдулкадиевич

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ БЛОКОВ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ КАССЕТНОЙ КОНСТРУКЦИИ НА БАЗЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Специальность: 05 04.03 Машины л аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения

АВТОРЕФЕРАТ диссгртации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Махачкала - 2004

Работа выполнена в Даюоанском государственном техническом университете

11аучный руководитель - доктор технических наук, профессор Исмаилов Т.А

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Вердиев М.Г.

кандидат технических наук, доцен Середа В.П.

Ведущая организация - ОАО НИИ "Сапфир", Махачкала

Защита диссертации состоится 23 декабря 2004 г в 14-ОС часов на заседании диссертационного совета К212.052.01 Дагестанского государственного технического университета по адресу: г.Махачкала, пр.И Шамиля, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библио!еке университета

Автореферат разослан « » 2004 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Рвдулов О В

ОБЩАЯ ХАРАК ТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование и разработка специальных средств теплозащиты блоков радиоэлектронных систем, размещенных в замкнутых объемах, создание принципиально новых типов систем охлаждения, отвечающих специфическим требованиям, оптимизация их энергетических и технико-экономических показателей является важной народнохозяйственной задачей.

Функционирование надежность и управление рядом приборов и устройств существенно зависит от эффективности систем обеспечения температурных режимов (СОТР), их работы. Как правило, работа таких приборов и устройств связана с необходимостью отвода значительных плотностей тепловых потоков (микроэлектроника, радиоэлектроника, лазерная техника, оптика, магнитоэлек-троника и др.).

Существующие в настоящее время устройства и систсуы для отвода теплоты и термостатирования не всегда отвечают указанному требованию и не для всех объектов могут бьпь использованы.

Актуальное 1Ь рассматриваемой в работе проблемы непосредственно связана с необходимостью разработки и всестороннего исследования полупроводниковых термоэлектрических систем охлаждения блоков радиоэлектронных систем, применение которых и различных областях науки и техники позволит решить затач> температурной стабилизации и управления режимами приборов и устройств с высокими тепловыми нагрузками.

Важное место занимает исследование применимости термоэлектрических преобразователей (ТЭШ в области обеспечения необходимых температурных режимов радиоэлектронных комплексов, обусловленное рядом их достоинств, к числу коюрых относятся: возможность получения искусственною холода при отсутствии движущихся частей, холодильного агента, реверс режима работы путем переключения полярности тока питания; возможность работы при любой ориентации в пространстве и при отсутствии гравитационных полей; простота устройства, компактность и взаимозаменяемость, возможность применения практически в любой компоновочной схеме; высокая степень надежности; практически неограниченный срок службы; простота и широкий диапазон регулирования холодо-г фоизводител ьности.

За последние пять десятилетий проведен достаточно большой объем 1еоре-тических и экспериментальных исследований полупроводниковых ТОП. Накопленный опьи повышения надежности в специфических условиях и других технико-экономических показателей подтверждает возможность расширения областей использования термоэлектрических охлаждающих устройств (ТЭОУ) для различных объектов

Несмотря на значительный прогрессе области термоэлектрической техники, на сегодняшний день недостаточно исследована проблема разработки и создании систем термоэлектрического охлаждения (ТОО), позволяющих с максимальной эффективностью организовать отвод тепла ог блоков радиоэлектронных систем кассетной конструкции, размещенных в замкнутых объемах.

1[ель рабо! ы. Целью диссертационной работы является повышение надежности радиоэлектронных систем (РЭС) путем обеспечения необходимого темпера-

ЮС : • Ь

С

ХЛЬНАЯ КА > «"¿У1>г

2006 Р К

А

турного режима их функционирования за счет использования новых эффективных систем охлаждения, основанных на применении полупроводниковых 1ЭП.

Для достижения данной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследование процессов теплообмена в радиоэлектронных блоках кассетной конструкции с принудительным воздушным охлаждением nyiem использования термоэлектрических преобразователей (ТЭП).

2. Моделирование температурного поля электронных плат, блоков с использованием ТЭП для регулирования температуры потока.

3. Проведение комплекса экспериментальных исследований с целью подтверждения теоретических данных.

4. Разработка новых типов устройств для охлаждения блоков РЭС на основе результатов исследований.

5. Практическая реализация результатов работы.

Методы исследования. В процессе решения поставленных задач использованы принципы системного полхода, к решению сопряженных задач с процессами кондуктивного и конвективного теплопереноса с применением методов математической статистики, теории оптимизации, численных методов решения дифференциальных уравнений и систем дифференциальных уравнений, экспериментальные методы исследования

Новые научные результаты 11ри решении задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие новые научные результаты:

1. Организация оллаждения блоков РЭС кассетной конструкции, размещенных в замкнутых объемах, путем нового устройств.! охлаждения воздушного потока, температура которого регулируется ТЭП.

2. Обобщение математически моделей расчета 1еплового режима электронных плат, размещенных в блоке РЭС кассетной конструкции, с учетом использования в качестве ООТР принудительного воздушного охлаждения с применением ТЭП.

3. Учет неравномерности 1емпературы воздушного потока вдоль электронных плат, размещенных в блоке РЭС кассетной конструкции и степени влияния этой неравномерности на их тепловой режим.

Практическая попезность работы состоит в том, что разработанные системы "еплоотвода электронных плат в блоке РЭС кассетной конструкции позволят повысить надежность и эффективность работы аппаратуры за счет организации наиболее оптимального темпера!урного режима ее работы.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные в диссертационной работе методы, математические модели, программное и методическое обеспечение, устройства использовались при выполнении работ по теме «Исследование электро- и теплофизических процессов в полупроводниковых термоэлектрических системах теплоотвода и создание математических моделгй и устройств на их основе» на кафедре «Teopei ичесюй и общей электротехники» Да1естанско1 о государственного технического университета (Д1 ТУ).

Основные результаты диссертационной работы внедрены в пракжку проек [ирования и производства ОАО «Эльдаг». а также в учебный процесс Дагестанского государственного технического универешоа.

Апробация результатов работы Результаты, полученные в ходе работы по диссертации докладывались и обсуждались на VII и VIII международных конфе

ренциях «Термоэлектрики и их применения» (Санкт-Петербург, ФТИ им. А Ф.Иоффе РАН. 2000 - 2002 п.), на научных сессиях Международной академии информатизации (2001 - 2002 гг.), 5-й Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Ьарнаул: АГТУ. 2004), на научно-технических семинарах кафедры «Теоретической и общей электротехники» ДГТУ с 1996 г. по 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 9 статей. получен патент Российской Федерации на изобретение.

Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 112 наименований, и приложений, содержащих акты внедрения и результаты расчетов. Основная часть работы изложена на 118 страницах машинописного текста. Работа содержит 63 рисунка и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационной работы и определена практическая направленность результатов и логическая связь глав.

В первой главе дан критический анализ известных в настоящее время способов отвода тепла от РЭС, на предмет возможного использования для обеспечения нормальною температурного режима блоков РЭС кассетной конструкции. Анализ способов охлаждения показал, что применение систем обеспечения тепловых режимов РЭС на основе естественного воздушного, водяного, испарительного, кон-дуктивного охлаждения часто является неприемлемым из-за эксплуатационных и массогабаритных ограничений. Наиболее приемлемым решением задачи температурной стабилизации блоков РЭС является использование в качестве СОТР принудительного воздушного охлаждения. При этом температура воздушного потока, циркулирующего в объеме, регулируется посредством ТЭОУ. Основными достоинствами такого типа охлаждения являются способность перехода от режима охлаждения в режим нагрева, возможность большей степени интеграции элементов на электронной плате, что ведет к уменьшению габаритных размеров устройства в целом.

Обзор литературных источников по термоэлектрическому охлаждению показал, что в этой области накоплен большой теоретический и экспериментальный материал, разработано и внедрено большое количество разнообразных устройств и приборов. Разработаны методики расчео ТЭОУ, предложены аналитические, графические и графоаналитические способы расчета, а также численные методы с применением ЭВМ. В досрочно полном обьеме проведен анализ режимов работы '1ЭОУ - максимальной холодопроизводительиости, минимальной температуры холодных спаев, максимальной энергетической эффективносш и другие. Исследованы показатели ТЭОУ при наличии пульсации тока, контактных электрических и 1епловых сопротивлений, изоляционных прослоек, а также влияние (сплообмена па спаях термобатарей на их юрмодинамическую эффективность.

В настоящее время одной из областей применения ГЭОУ является использование их для обеспечения необходимою температурного режима электронных плат, являющихся основными конструктивными узлами различных приборов. При охлаждении такого шпа элементов РЭА практикуются решения, согласно ко-

о

торым к наиболее тепловыделяющим элементам присоединяется ТЭБ, осуществляющая отвод тепла по всей поверхности соприкосновения В случае, когда элек-фонные платы содержат значительное количество радиоэлементов, уровень удельных тепловых потоков которых незначительно отличакнея друг от ару) а, а так же при объединении этих плат в конструкции, размещенные в замкнутом объеме, такой подход является нерациональным. Обеспечение теплового контакт ТЭБ со всеми тепловыделяющими элементами в этом случае становится с южной задачей Кроме того, в этом случае возникает вопрос эффекшвного 01 вода 1егша от тепловыделяющих спаев ТЭБ, предназначенных для охлаждения плат, размещенных в середине блока, и для решения которого используются рапичпме конструкции теплопроводных шин.

В этих условиях значительное улучшение энергетических и массогабаритных показателей ТЭОУ может быть получено при использовании принудительного конвективного отвода тепла от элементов тепловыделений. Для организации охлаждения воздушного потока, омывающего электронную плату перспективно применение ТЭОУ.

С учетом проведенных исследований сформулирована цель диссер! анионной работы, которая заключается в повышении надежности РЭГ, путем обеспечения необходимою температурного режима их функционирования за счет использования новых систем ТЭОУ для охлаждения воздушного потока, циркулирующего в замкнутом объеме, определены задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели.

Во второй главе приведены результаты математическою моделирования ТЭОУ для обеспечения тепловых режимов радиоэлектронных блоков кассетной конструкции. Блоки РЭС кассетной конструкции являю 1ся на сегодняшний день наиболее распространенным типом, и применяются при проектировании уст-ройст в на дискретных и интегральных элементах, которые размещаются на одинаковых монтажных платах (кассетах) с одной или обеих сторон

Постановка задач исследования потребовала отдельного рассмотрения теплообмена в одиночном плоском канале образованном 2-мя вершкалыю расположенными платами, блока РЭС и электронной платы.

При анализе процессов, протекающих в одиночном плоском канале, образованном двумя вертикально расположенными платами принимаю 1ся условия, что поток теплогы распространяется только в одном направлении, канал ограничен стенками, толщина которых равна половине толщины кассеты В каждой стенке имеются равномерно распределенные источники энержи, объемная плотность теплового потока которых ци, температура стенок /,„ температура воздуха в канале Г/.

Математическая постановка задачи определения температурного ноля в канале даются уравнениями

(I)

с тЬ (¡1,

I + --= /

2а с1х

с граничными условиями

Ч.,„=Ч. (3)

где ам - местный коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости являющейся функцией л: от входа.

Уравнения (1), (2) и граничное условие (3) описывают стационарное поле температур в стенках канала и воздушного потока. Исключая температуру воздушного потока или температуру стенок задача сводится к решению дифференциального уравнения третьего порядка относительно /ю:

г/'/ 2 а а сЬ„ 2а а . ...

» +-----^---а. + —2«— = о (4)

с!х срруЬ сЬс И8 с!х срркЬХ Решение данного уравнения известно и имеет вид:

чЛ Д Д л /г,

К

где:

1-е"- „ R

- (l + +1 + *]

(5)

е* е» "

q„ полная мощность, рассеиваемая одной кассетой толщиной 25, и следовательно мощность рассеиваемая одной стенкой рассматриваемого канала (толщиной 5) будет составлять 0,5 q„\

Ra - тепловое сопротивление на фанице стенка канала - жидкость, коюрое определяется как Ra =(аЦ Lu) ', Rx - тепловое сопротивление вдоль кассеi. и определяемое как

*

LJA'

Rm - эквивалентное тепловое сопротивление воздушного потока на > час i ке от входа в канал до выхода, определяемое cooi ношением: Ra ={at с pb)'.

На рис. 1 приведен график зависимости температуры стенок электронной платы, образующей стенку канала от суммарной мощности тепловыделений, полученные в результате моделирования процессов, пр01екающих в одиночном канале в пакете прикладных программ Mathcad. Из полученных графиков видно, что при мощностях свыше 50 Вт разность 1емператур потока на выходе и входе в канал может составлять существенное значение. В исследуемом случае, при размерах платы 20x20 см и суммарной мощности источников 150 Вт разнос!ь температур составила свыше 5 градусов. Однако, как правило, при расчете температурных полей электронных плат, температура воздушного потока принимается постоянной, и равной температуре окружающей среды, что приводит к существенной погрешности определения температур элементов электронной платы, и в осо-

бенности для элементов, расположенных в конце платы (по ходу воздушного потока).

О 0,05 0,1 0,15 0,2 х, м

Рис 1 Распределение температуры потока воздуха вдоль платы при различных суммарных мощностях источников тепловыделений.

Радиоэлектронная аппаратура рассматривается как система многих 1ел с сосредоточенными источниками тепловыделений. Анализ температурных полей таких систем является сложной задачей и, как правило, решается приближенными методами.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили две группы тепловых моделей РЭА. Характерной особенностью моделей первой группы является разделение всех поверхностей модели РЭА на отдельные условно изотермические участки. Во второй группе тепловых моделей нагретая зона РЭА, представляющая собой неоднородную систему многих тел, идеализируется в виде однородного тела. Свойства этого тела характеризуются эффективными значениями коэффициентов теплопроводности Я и теплоемкости с. В тепловой модели нагретая зона - однородное анизотропное тело с распределенным по объему источником тепловыделений.

Анализ температурного поля в этом случае сводится к решению уравнения теплопроводности параллелепипеда с учетом объемной вынужденной конвекции и уравнения теплообмена охлаждающего воздушного потока с параллелепипедом-А дг& Л Г Я X д\9

" ' а дх

1 С ГУ

- е <3 - /

П Ь.а.

-I

(8)

Уравнения (6) и 17) представляют собой замкнутую систему дифференциальных уравнений для определения Э,„ и 9/. Если теплообмен блока с окружающей средой происходит по закону Ньютона, причем коэффициент теплообмена попарно одинаков на противоположных гранях, и если температура воздушногс-погока на входе в охлаждаемый объем равна температуре воздушного потока на выходе из термоэлектрического охладителя, то граничные условия запишутся в виде:

д.

= 0,

В1 =

2Я, '

д,

= 0,

(9)

(Ю)

Данная задача решается методом приведения к обыкновенным дифференциальным уравнениям. Функции 9Ы и 8/ представляются в виде:

= (11)

Подбор функции <р,,(у) и <рделается таким образом, что бы они удовлетворяли требованиям полноты и граничным условиям (9), функции /„(х), g„(x) находятся из условий ортогональности. Решение задачи в данной постановке известно и имеет вид:

(р /.,= ® <р <рИ, (12)

3.-^ = ™/2,/2Л (13)

ЛЛ (14)

где:

И = 8С',Р =М,г,— Р = (15)

О О й

Решение данной задачи меюдом приведения к обыкновенным дифференциальным уравнениям (метод Канюровича) обеспечивает точность, соизмеримой

с точностью определения теплофизических параметров л ошибкой, связанной с переходом от реальной конструкции к эквивалентному однородному параллелепипеду. На рис 2 приведено температурное поле радиоэлектронною блока из которого видно, что в наиболее критичном положении находя 1ся элементы, расположенные в центре блока. По полученным зависимостям можно определить диапазон температур, которые должны быть на выходе ТЭУ и соответственно, на входе в блок, для достижения оптимально!о температурного режима

Рис 2 leviiiepdiypHoc поле радиоэлектронного блок! в зависимости от температуры воздушного потока на входе

Анализ температурною поля электронной платы расположенной внутри блока РЭА проводится на модели пластины с дискретным источником энергии для описания которого используется известный метод предс1авления их в виде ступенчатых функций и с учетом зависимости, определенной ранее, температуры воздушного потока вдоль платы.

Математическая формулировка задачи определения температурного поля в пластине при испоть^овании представления дискретного ис1 очника энергии в виде ступенчатой функ!_ии принимает следующий вид:

г32» д2Э

. ,- + -Т + ч(х,у) Ь2Э = 0, Э - Т-Тс, га ду

Ч Rm R4

q(x.y)= У).

11

р

в области п пгшвылелении

О вне облаыи тепловыделении

ь

А.8

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

да

дх

где I - температура в любой точке пластины; Tt - температура окружающей среды; Т„х 1емпература -ia входе в блок, 3 - перефев любой точки пластины над окружающей средой, размеры пластины: 6 - толп ина пластины, эф-

фективный коэффициент теплопроводности пластины; а - суммарный коэффици-eHi 1еплоотдачи с обеих сторон боковой поверхности (а = const ); q(\,y) - поверхностная плотность теплового потока от локальных источников, равная нулю вне зон расположения источников и постоянная в пределах зоны действия каждого j -10 источника; Р - мощность, рассеиваемая j-m локальным источником; 2AS,,2Ar\) - размеры области, в которой расположен источник тепловыделений.

Решение для одного источника мощностью Р с координатами центра ^,г|И размерами ЛЕ, <\г, известно.

Температурное поле электронной платы определялось как суперпозиция температур плаш и температуры окружающей среды. Моделирование проводилось при условиях, что суммарная мощностью источников 150 Вт при принудительном воздушном охлаждении, 1емпература воздушного потока на входе 25 °С (8 0,003 м; а 95 Вт/(м2-К); X -17 Вт/(мК); Р, =37 Вт; Р2" 32 Bi, Р3 =35 Вт; Р4 -30 Вт; Р5 ~ 16 Вт). На рис. 3 представлено температурное поле электронной платы, рассчитанное без учета изменения температуры воздушного потока вдоль оси х По графику видно, что пиковые значения температур тепловыделяющих элементов находи 1ся в допустимых пределах, и максимальное значение составляет 81°С. Моделирование с учетом изменения температуры воздушного потока вдоль платы (рис.4), показало, что темпера1ура элементов в конце платы составляе1 более 90 °С Кроме того, выше и температуры участков платы без источников тепловыделений. Очевидно, что в случае работы элементов, расположенных в конце платы (вдоль воздушного потока), на предельных режимах, или при повышенной 1емпературе окружающей среды, велика вероятность выхода их из строя из-за нарушения температурного режима.

_ аэ _ 59

S-, " ду 0

О, (21)

1'нсЗ Темпера к |чюс и пе плагы без учета изменения гемператчри I s iy итого потока вдоль пп<ггы

Т UC 10080 -60 _

40 -30-

Рис 4 TeMricpdiypMOii поле тагы темпера1уры воитого потока к i

. Htroiu шмене гия

lb UJM I м

Анализ показал, что в этом случае необходима оптимизация расположения тепловыделяющих элементов, в частности расположение элементов с большей мощностью тепловыделения в начале платы (по ходу воздушного потока).

Полученные зависимости температурного поля от темпера [уры на входе блока, показали, что снижение температуры ниже 5°С приводит к переохлаждению областей платы с маломощными элементами. Это в г дет к увеличению тока питания ТЭУ, увеличению размеров теплообменника и конструкции в целом.

В работе приведено численное моделирование ТЭОУ при различных условиях его работы. Исследованы зависимое!и холодопроизводительности 'ГЭБ при различных температурах горячих спаев от тока питания, а также зависимость температуры горячего спая оттока питания при заданных тепловых нагрузках.

Анализ результатов численных расчетов показал, что области эффективного использования ТЭОУ определяются величиной холодопроизводительности ТЭБ при заданном температурном режиме работы РЭС. При использовании предлагаемой системы для охлаждения блоков с большими тепловыделениями приводит < к росту массогабаритиых характеристик и снижению ее эффективности.

Использование принудительного воздушного охлаждения горячих спаев термобатареи приводит к росту массогабаритиых показателей ТЭОУ и радиоэлектронного устройства в целом. Кроме того, в этом случ!е температура горячих спаев, и соответственно перепад температур, реализуемый в устройстве будет сильно зависеть от температуры окружающей среды.

При использовании принудительного житкостного охлаждения удается достичь более низкой температуры горячих спаев

В третьей главе описаны результаты экспериментальных исследований, проведенных с целью подтверждения адекватности математических моделей реальным процессам протекающим в ТЭОУ и проверки правил люсти сделанных на их основе выводов.

Основными задачами экспериментальных исследований являлись:

- оценка исследований математических моделей ТЭОУ и их сравнение с экспериментальными данными;

- экспериментальная проверка влияния конструк!Ивных, теплофизических и режимных факторов на характеристики ТЭОУ,

Поставленные задачи решались путем исследования опытной конструкции на <

специально разработанной для этой цели стенде.

Экспериментальные исследования проводились в те ш гзолированной климатической камере. Заданная температура и относительна* влажное 1ь в камере регулируются блоком управления, свя ¡анным с датчиками температуры и влажности.

Экспериментальный образец IЭОУ состоял из ТЭБ составленный из унифицированных ГЭМ. ТЭБ была установлена на водяной радиатор, применяемый тля съема тепла с горячих спаев. Для принудтельною во ¡душного охлаждения радиатора на холодных спаях термобатареи использовались осевые вентиляторы для подвода и отвода потоков воздуха. Воздушный поток проходит через радиатор на холодных спаях и, охладившись, поступает в блок с электронными платами На

имитаторе электронной платы, в качестве тепловыделяющих элементов применялись плоские нихромовые электронагреватели.

Для определения основных параметров исследуемого образца замерялись следующие величины: напряжение и ток на ТЭБ; температуры на ее спаях; температуры, напряжение и ток на нагревателях, температуры воздуха на входе в блок, и вдоль электронной платы.

Температуры на горячей и холодной сюронах ТЭБ, а также электронагревателей измерялись медь-константановыми термопарами, опорные спаи которых находились в сосуде Дыоара с тающим льдом. Выходные сигналы с термопар через многоканальный переключатель поступали на измерительный комплекс. Питание ТЭБ осуществлялось от регулируемого источника постоянного тока. Ток, проходящий через ТЭБ, и напряжение на ней контролировались встроенными в блок питания приборами. Для питания имитаторов тепловой нагрузки (электронагревателей) использовались анало1 ичные источники постоянного тока.

• В ходе исследований устанавливались величина тока и напряжения, соответ-

ствующие мощности тепловыделений элементов в пределах от 10 до 30 Вт.

Основной задачей экспериментальных исследований, являлось определение зависимости температуры тепловыделяющих элементов имитатора от холодо-нроизводительности ТЭБ.

В ходе проведения экспериментальных исследований получены: зависимости распределения температуры платы вдоль потока воздуха при различных суммарных мощностях источников тепловыделений, зависимость температуры платы от скорости воздушного потока при различных расстояниях между платами, зависимости температуры платы от скорости воздушного потока при различной суммарной мощности источников тепловыделений, зависимости температуры холодного и горячего спаев оттока питания при различных тепловых нагрузках.

Из результатов исследований следует, что:

-экспериментальные исследования подтверждают правильность разработанной математической модели системы охлаждения блоков РЭС кассетной конструкции: отклонение расчетных данных от экспериментальных составляет не более 20%;

- разработанное ТЭОУ позволяет снизить пиковые значения температур эле-у ментов тепловыделений и среднюю температуру всею блока для исключения ава-

рийных режимов работы радиоэлементов,

В четвертой главе описаны конструкции устройств для охлаждения блоков РЭС кассетной конструкции, построенные на основе разработанной системы охлаждения.

На рис.5 схематически показан один из вариантов блока для охлаждения РЭС. Каждый вентилятор 1 в выдвижном блоке 2 заключен в выполненную из высоко теплопроводного металла прямоуюльную ячейку 3, к стенкам которой с внешней стороны припаяны «холодные» спаи термоэлектрических модулей 4 подключенных к выходу блока автоматического регулятора температуры 5, вход последнего связан с датчиком температуры, расположенным внутри блока РЭС кассетной конструкции. На блок вентиляторов сверху установлен ребристый радиатор 6 выполненный также из высокотеплопроводного металла и припаянный

1а

" "Г

Рис 5 ТЭУ для охлаждения блока РЭС

к стенкам ячеек 3. Горячие спаи термоэлектрических модулей 4 охлаждаются водой, протекающей по змеевику 7, снабженному впускным и выпускным 9 патрубками и вентилями 10 и 11. Для охлаждения 1 орячих спаев термоэлектрических модулей возможно так же использование фреона. Использование термоэлетрических модулей с терморегулятором и да!Чиком фактической температуры позволяет не только более эффективно охлаждать воздух, но и автоматически рейдировать его температуру в необходимых пределах. Преимуществом устройства является конструктивное выполнение вентиляторов и теплообменника в виде единого блока, что позволяет рационально использовать объем шкафа.

На рис 6 схематически показано разработанное устройство блока телекоммуникационного оборудования (базовая радиостанция), с использованием СОТР на основе ТЭП. Оборудование размещено в шкафу, который разделен на первый отсек 10 и вюрой герметично закрытый отсек 13. В первом отсеке располагаются элементы 1 - 4 с невысоким уровнем тепловыделений. Для охлаждения этих элементов используется воздушный поток с температурой равной температуре окружающей среды и подаваемый в отсек посредством вентилятора 11. Элект ронные

платы с элементами 5-8, излучающие наибольшее количество тепла, размещены в герме!ичном отсеке 13. Охлаждение воздушного потока, создаваемого вентилятором 15, в этом отсеке осуществляется ТЭОУ 9. Для сброса тепла с горячих спаев ТЭОУ используется одна из стенок блока, выполненной с развитой поверхностью.

Устройства обеспечивают возможность автоматического регулирования теплового режима блоков РЭС на заданном температурном уровне.

В заключении сформулированы

основные выводы по диссертациом-

. ,,, , ной работе в целом.

Рис 6 Шкаф д 1я 1с [екоммуникационного „

г 1 В приложении к диссертации

оборудования -с--г

Г I

и

Г I

£

Г 1

приведены акты внедрения результатов работы и ре!ультаты расчетов в пакете прикладных программ MATHCAD.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие основные результаты:

1. На основе проведенно( о обзора способов охлаждения блоков РЭС показано, что для отвода тепла от РЭС кассетной конструкции, наиболее приемлемым является термоэлектрический метод охлаждения.

2. Разработана система охлаждения электронных плат, размещенных в блоке РЭС кассетной конструкции, основанная на использовании ТЭП для охлаждения принудительного воздушного потока, циркулирующего в замкнутом объеме.

3. Уточнена математическая модель системы охлаждения электронных плат * размещенных в блоке РЭС кассетной конструкции, с учетом зависимости

температуры воздушного потока вдоль электронной платы при использовании ТЭП для регулирования гемпературы воздушного потока.

4. Выполнены экспериментальные исследования для проверки адекватности разработанной математической модели, установлена хорошая сходимость расчетных и экспериментальных данных.

5. Спроектированы новые конструктивные варианты устройств для охлаждения блоков РЭС кассетной конструкции с использованием ТЭП.

6 Результаты диссертационной работы внедрены в производство на предприятиях радиоэлектронной промышленности и в учебный процесс вуза

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Патент РФ №2203523. Н 05 К 7/20 Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры/ Исмаилов Т.А., Цеханская Г.Э., Салманов Н.Р., Юсуфов Ш.А. (РФ) - №96122958; Заявл. 03.12.1996; Опубл 27.04.2003, Бюл. №12.

2 Исмаилов Т.А. Термостатирование тепловых режимов микроэлектронной аппаратуры с использованием полупроводниковых интенсификаторов теплопередачи (статья)/ Исмаилов Т.А., Магомедов К.А., Юсуфов ULI.A.II «Вестник f ДГТУ. Тех. науки», Махачкала:, 1997 № 1. С. 104-107

3. Исмаилов Т.А., Юсуфов 11I.A. Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для охлаждения герметических блоков радиоэлектронной аппаратуры '/ Материалы VII международной конференции "Термоэлектрики и их применения". СПб.: ФТИ им. А.Ф Иоффе РАН. 7000. С.328-333

4. Юсуфов Ш.А Термоэлектрический полупроводниковый шкаф для охлаждения электронной аппаратуры // Изв. В) job Приборостроение, 2000, №5

5 Исмаилов Т.А. Экспериментальные иссле ювания процесса локального тепло-отвода и термостатирования электронных плат с применением термоэлемри-ческих полупроводниковых преобразователей / Исмаилов Т.А., Евдулов OB., Аминов Г.И., Юсуфов 111.А // Вестник Международной академии холода., М.: 2001. №1 С. 31-33.

6. Исмаилов Т.Д., Юсуфов Ш.А. Методика и алгоритм расчета термоэлектрического охладителя воздушного потока // Материалы седьмой научной сессии Международной академии информатизации (Сборник трудов). Махачкала. 2001. С.93-102

7. Исмаилов Т.А. Термосгабилизирующис устройства для радиоэлектронной аппаратуры / Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Юсуфов Ш.А., Аминов Г.И. // Вестник Международной академии холода, М.-СПб : Холодильная техника. 2002. №3. С. 7-12

8. Исмаилов Т.А., Юсуфов Ш.А. Моделирование и расчет термоэлектрического охладителя воздушного потока для систем охлаждения радиоэлектронных систем // Материалы VIII Межгосударственного семинара. Термоэле-сгрики и их применение, СПб.: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН. 2002т. С.390-395

9. Исмаилов Т.А., Юсуфов Ш.А. Расчет температурного поля электронной платы в составе блока кассетной конструкции // Материалы девятой научной сессии Международной академии информатизации (Сборник трудов). Махачкала, 2004. С.21-31

10. Исмаилов Т.А., Юсуфов Ш.А. Температурное поле электронной птатьт внутри герметичного радиоэлектронного блока кассетной конструкции // Изв. Вузов. Приборостроение, СПб.: Изв. вузов. 2004. Т. 47, №7. С. 21-25.

11.Исмаилов Т.А. Опыт применения комплекса ИРТМ 2402/МЗ для жеперимен-тальных исследований систем охлаждения РЭС (статья) /Исмаилов Т.А., Юсуфов Щ.А., Евдулов О.В., Аминов Г.И.// Материалы 5-й Международной научно-технической конференции «Измерение, контроль, информатизация», Барнаул: Al ТУ. 2004. С.53-55

Формат 60x 84 1/32 Ьумаг<1 офсетная Печать ризшраф Уел п Ji I Тираж 100 экч Заказ № 263

t

Отпечатано о ИПЦ II ГУ. 367015, г.Махачкала, пр.Имами Шамиля, 70.

19 НОЯ Ш

\

Введение

1. Обзор литературы и постановка задач исследования

1.1. Способы охлаждения радиоэлектронных систем

1.2. Применение термоэлектрических охладителей для обеспечения тепловых режимов радиоэлектронных систем

1.3. Термоэлектрические устройства для охлаждения и термостатирования радиоэлектронных систем

1.4. Постановка задач исследования

2. Математические модели систем обеспечения теплового режима в блоках радиоэлектронных систем с использованием термоэлектрических охлаждающих устройств

2.1. Математическая модель одиночного канала радиоэлектронного блока кассетной конструкции

2.2. Математическая модель температурного поля радиоэлектронного блока кассетной конструкции, охлаждаемой принудительным воздушным потоком

2.3. Расчет температурного поля электронных плат

2.4. Математическое моделирование и расчет термоэлектрического охладителя воздушного потока

3. Экспериментальные исследования систем охлаждения РЭС с использованием термоэлектрических охлаждающих устройств

3.1. Описание экспериментального стенда

3.2. Результаты экспериментальных исследований

3.3. Оценка погрешности измерений 136 4. Разработка охлаждающих устройств для обеспечения тепловых режимов РЭС

4.1. Шкаф для охлаждения РЭС

4.2. Шкаф для охлаждения телекоммуникационного оборудования 146 Заключение 151 Литература 153 Приложения

Исследование и разработка специальных средств теплозащиты радиоэлектронных систем (РЭС), создание принципиально новых типов систем охлаждения, отвечающих специфическим требованиям, оптимизация их энергетических и технико-экономических показателей является важной народнохозяйственной задачей.

Функционирование, надежность и управление рядом приборов и устройств существенно зависит от систем обеспечения температурных режи-# мов (СОТР), их работы. Как правило, работа таких приборов и устройств связана с необходимостью отвода значительных плотностей потоков теплоты (микроэлектроника, радиоэлектроника, лазерная техника, оптика и др.).

Существующие в настоящее время устройства и системы для отвода теплоты и термостатирования не всегда отвечают указанному требованию и не для всех объектов могут быть использованы.

Актуальность рассматриваемой в работе проблемы непосредственно связана с необходимостью разработки и всестороннего исследования полупроводниковых термоэлектрических систем охлаждения РЭС, применение ^ которых в различных областях науки и техники позволит решить задачу температурной стабилизации и управления режимами приборов и устройств с высокими тепловыми нагрузками.

В настоящее время у нас в стране и за рубежом уделяется большое внимание вопросу использования полупроводниковых термоэлектрических устройств (ТЭУ) в различных отраслях народного хозяйства. Важное место занимает исследование применимости термоэлектрических преобразователей (ТЭП) в области обеспечения необходимых температурных режимов радио-ф электронных комплексов.

Это обусловлено рядом достоинств ТЭП, к числу которых относятся:

- возможность получения искусственного холода при отсутствии дви-♦ жущихся частей и холодильного агента;

- универсальность, то есть возможность перевода термоэлектрического устройства из режима охлаждения в режим нагревания путем реверса постоянного тока;

- сочетание в едином устройстве таких традиционно раздельных элементов, как источник холода или тепла и теплообменный аппарат;

- возможность работы при любой ориентации в пространстве и при отсутствии гравитационных сил;

- простота устройства, компактность и взаимозаменяемость, возможность применения практически в любой компоновочной схеме;

- высокая степень надежности;

- практически неограниченный срок службы;

- возможность форсировки по холодопроизводительности;

- простота и широкий диапазон регулирования холодопроизводительности.

За последние пять десятилетий проведен достаточно большой объем теоретических и экспериментальных исследований полупроводниковых ТЭУ. Накопленный опыт по эксплуатации, надежности, работоспособности в специфических условиях и другим технико-экономическим показателям подтверждает возможность широкого применения охлаждающих ТЭУ для различных объектов.

Несмотря на значительный прогресс в области термоэлектрической техники, на сегодняшний день все еще открыт вопрос о создании эффективных систем термоэлектрического охлаждения, позволяющих с максимальной эффективностью организовать отвод тепла от радиоэлектронных приборов и ф элементов.

Целью диссертационной работы является разработка и создание на основе ТЭП новых схем охлаждения РЭС и ее элементов, размещенных в замкнутом объеме и объединенных в кассетные конструкции, а также проведение ф комплекса теоретических и экспериментальных исследований систем теплоотвода на их основе.

Основными задачами диссертационной работы являются:

1. Исследование процессов теплообмена в радиоэлектронных блоках кассетной конструкции при принудительном воздушном охлаждении с использованием термоэлектрических батарей (ТЭБ).

2. Моделирование температурного поля электронных плат, размещенных внутри блока РЭС.

I 3. На основе проведенных исследований разработка новых типов устройств для охлаждения блоков РЭС.

4. Проведение комплекса экспериментальных исследований с целью подтверждения теоретических данных.

5. Практическая реализация результатов работы.

В диссертационной работе рассматриваются конструктивные решения систем охлаждения, позволяющие осуществить процесс охлаждения РЭС с непрерывными тепловыделениями. Основным критерием при разработке охлаждающей системы является оптимизация температурного поля РЭС и ^ снижение температуры тепловыделяющих элементов до допустимых значений.

Результаты теоретических исследований подтверждены серией экспериментов, проведенных для охлаждающих систем на специально созданных стендах в соответствии с разработанными методиками проведения испытаний.

Проведенные исследования позволяют правильно оценить возможности охлаждающих систем, а также проводить целенаправленный и обосно-ф ванный их выбор для различных объектов.

В диссертационной работе защищаются следующие положения, представляющие научную новизну:

1. Организация охлаждения блоков РЭС кассетной конструкции, разме-ф щенных в замкнутых объемах, путем нового устройства охлаждения воздушного потока, температура которого регулируется ТЭП.

2. Обобщение математических моделей расчета теплового режима электронных плат, размещенных в блоке РЭС кассетной конструкции, с учетом использования в качестве СОТР принудительного воздушного охлаждения с применением ТЭП.

3. Учет неравномерности температуры воздушного потока вдоль электронных плат, размещенных в блоке РЭС кассетной конструкции и сте

Ф пени влияния этой неравномерности на их тепловой режим.

Практическая значимость выполненных исследований состоит в разработанных системах охлаждения РЭС на базе полученных в работе обобщенных уравнений, учитывающих характеристики охлаждаемых объектов, ТЭП, а также параметры среды. Определена методика для всестороннего анализа работы теплоотводящих систем, а также влияния характеристик охлаждаемого объекта и других факторов на их энергетические и технико-экономические показатели. На основе анализа работы ТЭП разработаны рекомендации по оптимизации режимов работы и использованию их в качестве охлаждающих систем РЭС, работающей в непрерывном режиме. ПровеЛ денные исследования позволяют правильно оценить возможности представленных к рассмотрению охлаждающих систем, проводить целенаправленный и обоснованный их выбор для организации заданного температурного режима различных радиоэлектронных объектов. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать практические рекомендации по использованию теплоотводящих систем при различных условиях эксплуатации с учетом тепловых нагрузок, массогабаритных харак-Ф теристик и других показателей для объектов РЭС.

Полученные результаты исследований нашли практическое применение в различных организациях и предприятиях. Отдельные разработки при непосредственном участии автора испытаны, внедрены и переданы различным организациям. Реализация результатов работы на объектах улучшило тактико-технические данные, эффективность, точность и качество устройств и систем, в которых они применялись. Внедрение разработанных устройств и систем на предприятиях позволило достичь существенного экономического эффекта.

Проводимые исследования использовались при работе над г/б НИР по теме «Исследование электро- и теплофизических процессов в полупроводниковых термоэлектрических системах теплоотвода и создание математических моделей и устройств на их основе» на кафедре «Теоретической и общей электротехники».

Диссертация подводит итог комплексу исследований, выполненных автором за последние 7 лет в Дагестанском государственном техническом университете.

Заключение

Решена важная научно-прикладная проблема обеспечения теплового режима и управления режимами работы блоков радиоэлектронных систем кассетной конструкции путем применения полупроводниковых ТЭП.

Разработана новая схема обеспечения необходимого температурного режима электронных плат, размещенных в блоках кассетной конструкции в режиме непрерывных тепловыделений. Для организации более эффективного теплоотвода от блоков РЭС, представляющих собой совокупность радиоэлектронных плат, скомпонованных в объеме и работающих непрерывно, предложена схема принудительного воздушного охлаждения, с использованием термоэлектрических охладителей воздушного потока.

Обобщены ММ расчета теплового режима электронных плат, размещенных в герметичных блоках кассетной конструкции, с учетом использования в качестве СОТР принудительного воздушного охлаждения с применением ТЭБ. Для указанной схемы отвода тепла построены зависимости максимальной температуры в объеме радиоэлектронного блока, а также в канале, образованном электронными платами от поглощаемой и потребляемой ТЭБ мощности, скорости воздушного потока, температуры воздушного потока на входе в объем, питающего ТЭБ тока. Получено распределение температуры по площади конкретной электронной платы с дискретными источниками тепловыделений, с учетом изменения температуры воздушного потока вдоль ее поверхности. Сопоставлены тепловые рельефы радиоэлектронных плат при принудительном воздушном охлаждении блока и при использовании рассмотренной в работе схемы охлаждения. Выявлено, что при использовании разработанной системы охлаждения тепловой режим радиоэлектронных плат в составе блока РЭС более благоприятен.

Проведено моделирование термоэлектрического охлаждающего устройства, получены зависимости холодопроизводительности термоэлектрического охлаждающего устройства при различных температурах горячего спая от токов питания при заданных тепловых нагрузках.

Экспериментальные исследования охлаждающей системы подтвердили правомочность разработанных математических моделей. Отклонения между расчетными данными и результатами экспериментов не превышали 15 -20 % на всем диапазоне измерений.

На основе проведенных исследований разработаны ТЭУ для охлаждения и термостабилизации РЭС и ее элементов, которые нашли применение в радиоэлектронике, микроэлектронике, а также других отраслях народного хозяйства. Ряд методик и рекомендаций по использованию охлаждающих устройств внедрены в производство и нашли практическое применение в организациях и предприятиях различных Министерств и ведомств. Совокупность результатов проведенных исследований позволяет использовать их в качестве научной основы в дальнейшем при разработке и создании систем обеспечения тепловых режимов блоков радиоэлектронных систем. Необходимость продолжения работ в этом направлении подтверждается включением их в Российские и республиканские государственные научно-технические программы.

1. A.c. 240064 (СССР) Теплоотвод. /Воронин А.Н., Зорин И.В./ Б.И. №12, 1969.

2. A.c. 721870 (СССР) Радиатор. /Сеферовский В.Н./ Б. И. №10, 1980.

3. A.c. 752836 (СССР) Радиатор. /Федотов А.И., Рейфе Е.Д., Денисенков А.И. и др./ Б. И. №28, 1980.

4. A.c. 801331 (СССР) Устройство для охлаждения полупроводниковых приборов. /Благодатный В.М., Костюк В.А., Ремха Ю.С./ Б.И. №4, 1981.

5. A.c. 953630 (СССР) Устройство для стабилизации температуры нескольких объектов. /Варич. Н.И., Ященко В.П., Лытов A.B., Ланевский В.Е./ Б.И. №31, 1982.

6. A.c. 978398 (СССР) Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. /Волков Г.В., Карташев Г.П., Кудрявцев A.A. и др./ Б.И.№44, 1982.

7. A.c. 1148063 (СССР) Охлаждающее устройство./Троицкий Б.М., Зелепу-кин В.П., Тюриков Д.С., Глазков Е.С. и Горина Л.В./ Б.И.№12, 1985.

8. A.c. 1164678 (СССР) Термостат для оптического нелинейного кристалла. /Абдуллаев Г.М.Б., Кахраманов К.Ш., Грядунов А.И., Садыков В.А., Дор-мидонтов A.A., Наджафов Р.Х., Петренко P.A., Товстолип A.A. и Талыш-ханов P.A./ Б.И.№24,1985.

9. A.c. 1174687 (СССР) Термоэлектрический охладитель. /Абдинов Д.Ш., Абдуллаев Н.И., Аскеров Г.М., Бабаев P.A., Салаев Э.Б./ Б.И. №11,1985.

10. A.c. 1336846 (СССР) Устройство для охлаждения фотоумножителя. /Бергнер Ю.К., Юдин Р.В./ Б.И.№21, 1985.

11. A.c. 1367731 Устройство для стабилизации температуры нескольких объектов на различных температурных уровнях /Наер В. А., Хирич А .Я., Бело-зорова Л.А., Котюков Ю.Д./ Б.И. №22,1985.

12. А.С.1545884 (СССР) Термоэлектрический охладитель. /Лозбин В.И., Кольцов В.В./Б.И.№24, 1988.

13. A.c. 1616455 (СССР) Способ изготовления ступенчатого термоэлектрического охладителя. /Иванов Г.А., Иванов К.Г. и Калугина И.К./ Б.И.№31, 1989.

14. А.С. 1626473 (СССР) Радиоэлектронное устройство с локальным охлаждением. /Филипчук С.П./ Б.И. № 5, 1991 .

15. A.c. 1670817 (СССР) Радиатор для охлаждения электрорадиоэлементов. /Шульга Г.Ф./ Б.И.№ 30, 1991 .

16. A.c. 1725424 (СССР) Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры. /Исмаилов Т.А., Набиулин А.Н. и др./ Б.И.№13,1992.

17. A.c. 1734250 (СССР) Устройство для охлаждения силовых полупроводниковых приборов. /Тепман И.А./ Б.И. №18, 1992.

18. А.С. 1751868 (СССР) Способ термостатирования высокотемпературных электрорадиоэлементов и устройство для его осуществления. /Рожевецкий A.B., Ким H.A./ Б.И. № 28, 1992.

19. A.c. 1763841 (СССР) Термоэлектрический теплообменник. /Исмаилов Т.А., Сулин А.Б./ Б.И. № 35, 1992.

20. А.С. 1786697 (СССР) Охладитель для мощных полупроводниковых приборов. /Наконечный В.Ф. / Б.И. № 1, 1993 .

21. A.c. 1812648 (СССР) Способ охлаждения функциональных элементов радиоэлектронной аппаратуры, расположенных на плате. /Автухов В.В., Го-лонов С.Н., Игнатьев Г.Ф., Семенов A.B., Тихонов В.П./Б.И. № 16, 1993.

22. А.С. (СССР) Термокомпенсирующее устройство и его варианты /Калентьев В.И., Ермолаев В.М., Петошин A.B./ Б.И. №24, 1993.

23. A.c. 1824681 (СССР) Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи преимущественно для отвода тепла от элементов радиоэлектроники большой мощности. /Исмаилов Т.А./ Б.И.№ 24,1993.

24. А.С. 1832409 (СССР) Радиоэлектронное устройство. /Исмаилов Т.А., На-биулин А.Н. и др./Б.И. № 29, 1993.

25. А.С. РФ 2008603 Термоэлектрический теплообменник-интенсификатор. /Исмаилов Т.А., Сулин А.Б./Б.И. №4, 1994.

26. А.С. РФ 2133084 Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для отвода теплоты и термостабилизации микросборок. /Исмаилов Т.А., Гад-жиева С.М./Б.И. №19,1999.

27. А.С. 2133560 Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи преимущественно для отвода тепла от импульсных источников и элементов радиоэлектроники большой мощности. /Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Мамедов К.А./ Б.И. №20, 1999.

28. А.С. РФ 2136079 Термоэлектрический модуль. /Исмаилов Т.А., Цветков Ю.Н., Сулин А.Б., Аминов Г.И./Б.И. №24,1999.

29. Патент РФ №2161385 Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Евдулов О.В., Юсу-фов Ш.А. Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектроники большой мощности, 2000 г.

30. Патент РФ, №2174292 Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Аминов Г.И., Юсу-фов Ш.А. Устройство для отвода тепла и термостабилизации электронных плат, 2001 г.

31. Патент РФ, №2180161 Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Аминов Г.И., Юсу-фов Ш.А. Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектронной аппаратуры с высокими тепловыделениями, 2002 г.

32. Патент РФ, №2203523 Исмаилов Т.А., Цеханская Т.Э., Салманов Н.Р, Юсуфов Ш.А. Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, 2003г.

33. Агапова М.Г. Характеристики теплоотводов для полупроводниковых приборов, работающих в различных условиях эксплуатации. Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общетехническая, 1971, вып. 12.

34. Акаев А.К., Дульнев Г.Н. Обобщение метода JI.B. Канторовича применительно к краевым задачам теплопроводности. Инженерно-физический журнал, 1971, т.21, №3.

35. Аксенов А.И., Глушкова Д.Н., Иванов В.И. Отвод тепла в полупроводниковых приборах. М.: Энергия, 1971.

36. Алексеев В.А. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с использованием плавящихся веществ. М.: Энергия, 1975.

37. Алексеев A.M., Вахонин A.JI. и др. Семикаскадный термоэлектрический охладитель. Холодильная техника, 1977, №8.

38. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Киев: Наукова думка, 1979.

39. Анатычук Л.И., Мельник. А.П., Никирса Д.Д., Сухолотюк A.B. Термоэлектрический микрохолодильник. Приборы и техника эксперимента, 1982, №2.

40. Анатычук Л.И., Никирса Д.Д. О микроминиатюризации охлаждающих термоэлементов. Изв. Вузов. Приборостроение, 1979, №12.

41. Банага М.П., Баранов С.Н., Буймистр Б.С. и др. Полупроводниковые термоэлектрические холодильники. Электронная обработка материалов, 1974, №5.

42. Бурштейн А.И. Физические основы расчета полупроводниковых термоэлектрических устройств. М.: Физматгиз, 1962.

43. Вайнер А.Л. Каскадные термоэлектрические источники холода. М.: Сов. радио, 1976.

44. Вайнер А.Л., Зайков В.П., Лукишкер Э.М. Термоэлектрический термостат для прецизионного кварцевого резонатора. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1973, вып.2.

45. Вайнер А.Л., Лукишкер Э.М., Зайков В.П. Оребренная термобатарея минимальной массы с рассредоточенным размещением термоэлементов. -Холодильная техника, 1975, №1.

46. Вайнер A.JI., Прошкин H.H., Андрущенко C.B. Унифицированные термоэлектрические микроохладители. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1976, вып.З.

47. Ванов О.Д., Иоффе Л.И., Смирнов Ю.О. Устройство термостабилизации фотоэлектрических умножителей. Приборы и техника эксперимента, 1983, №3.

48. Войтенко Г.И., Возная Г.А. Твердотельные электронные микроохладители (ТЭМО) и термоэлектрические батареи (ТЭБ). Информационный листок №80 - 0685, ВИМИ, 1980.

49. Войтенко Г.И., Возная Г.А. Конструктивно-унифицированный ряд термоэлектрических модулей и батарей. В кн.: Тепловые процессы в МГД и термоэлектрических генераторах. Сб. научных трудов. Киев: Наукова думка, 1982.

50. Волков В.Н., Кузнецова З.Н. О применении интегральных методов к задачам плавления и затвердевания тел. В кн.: Исследования по теплопроводности, Минск, 1967.

51. Волохов В.А., Хрычиков Э.Е., Киселев В.И. Системы охлаждения тепло-нагруженных радиоэлектронных приборов. М.: Сов. радио, 1975.

52. Воронин А.Н., Гальперин B.JL, Кудасов A.C. Термоэлектрический холодильник ТЭХФ-2 для фотоэлектронных умножителей. Приборы и техника эксперимента, 1982, №4.

53. Воронин А.Н., Гальперин B.JL, Зорин И.В., Кудасов A.C. Термоэлектрический холодильник для радиоэлектронной аппаратуры ТЭХПА-1. Приборы и техника экспериментов, 1988 , №5.

54. Гаджиев Х.М., Евдулов О.В. Локальное охлаждение элементов и узлов микроэлектронной аппаратуры на основе полупроводниковых термоэлектрических охладителей. Материалы 54 научной сессии, посвященной дню радио, Москва, РНТОРЭС, 1999

55. Гальперин В.JI. Экстремальная последовательность температур и экономичность каскадной термобатареи. ФТП, 1976, т. 10, вып.8.

56. Гольдфарб Э.М. Теплотехника металлургических процессов. М.: Металлургия, 1967.

57. Гольцман В.М., Баш И.М., Гладких J1.M., Изупак Э.А., Федорова М.А. Термоэлектрические микромодули из высокоэффективных полупроводниковых материалов. Вопросы радиоэлектроники, 1970, №3 .

58. ГринбергГА.А. О нестационарном режиме работы охлаждающих термоэлементов. ЖТФ, 1968, т. 38, №3.

59. Дульнев Г.Н. Теплообмен в радиоэлектронных устройствах. M.-JI.: Гос-энергоиздат, 1963.

60. Дульнев Г.И. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высшая школа, 1984.

61. Дульнев Г.Н., Полыциков Б.В. Температурное поле пластины с дискретным источником энергии. Инженерно-физический журнал, 1975, т.29, №4.

62. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронной аппаратуре. Л.: Энергия, 1968.

63. Дульнев Г.Н., Тарновский Н.Н. Тепловые режимы электронной аппаратуры. Л.: Энергия, 1971.

64. Дьяконов В.П. Справочник по Mathcad 7 Pro. М.: СК Прогресс, 1998.

65. Дьячук Г.Г., Квасников Л.А. Согласование каскадов батарей многокаскадного термоэлектрического генератора. - Энергетика и транспорт, 1983, №5.

66. Евдулов О.В. Нелинейности в тепловых математических моделях радиоэлектронных плат. Вестник Университета. Тех.науки, г. Махачкала, ДГТУ, 1998, № 2.

67. Евдулов О.В. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры с повторно-кратковременными тепловыделениями. Вестник Университета. Тех.науки, г. Махачкала, ДГТУ, 1999, № 3.

68. Ильярский О.И., Удалов Н.П. Термоэлектрические элементы. М.: Энергия, 1970.

69. Иорданишвили Е.К. Термоэлектрические источники питания. М.: Сов. радио, 1968.

70. Иорданишвили Е.К., Бабин В.П. Нестационарные процессы в термоэлектрических и термомагнитных системах преобразования энергии. М.: Наука, 1983.

71. Иоффе А.Ф. Полупроводниковые термоэлементы. Изд-во АН СССР, 1956.

72. Иоффе А.Ф., Стильбанс Л.С., Иорданишвили Е.К, Ставицкая Т.С. Термоэлектрическое охлаждение. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1956.

73. Исакеев А.И., Киселев И.Г., Филатов В.В. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов. Л.: Энергоиздат, 1982.

74. Исмаилов Т.А., Соболев В.И., Цветков Ю.Н. Полупроводниковое термоэлектрическое устройство. Холодильная техника, 1988, №10.

75. Исмаилов Т.А. Термоэлектрическое полупроводниковое устройство для термостабилизации. Приборы и техника эксперимента, 1989, №6.

76. Исмаилов Т.А. Исследование термоэлектрических интенсификаторов теплопередачи контактного типа с промежуточным теплоотводом. Изв. Вузов. Приборостроение, 1992, т.35, №3- 4.

77. Исмаилов Т.А., Гаджиева С.М. Термоэлектрические полупроводниковые интенсификаторы теплопередачи. Изв. Вузов. Приборостроение, 1994, т.37, №11-12.

78. Исмаилов Т.А., Магомедов К.А., Юсуфов Ш.А. Термостатирование тепловых режимов микроэлектронной аппаратуры с использованием полупроводниковых интенсификаторов теплопередачи. Журнал «Вестник Университета. Тех.науки», г. Махачкала, ДГТУ, 1997, № 1.

79. Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Юсуфов Ш.А. Термоэлектрический полупроводниковый модуль для систем кондиционирования воздуха. -Материалы междун. НТК «Холодильная техника России. Состояние и перспективы накануне XXI века», г.С-П., МАХ,1998.

80. Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Юсуфов Ш.А. Анализ тепловых процессов в нестационарном режиме работы полупроводниковых термоэлектрических интенсификаторов теплопередачи. Изв. Вузов. Приборостроение, 1998, №6, т.41.

81. Исмаилов Т.А., Магомедов К.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М. Повышение эффективности термоэлектрических интенсификаторов охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. Изв. Вузов. Приборостроение, 1997, №9.

82. Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М. Термоэлектрические полупроводниковые системы теплоотвода и охлаждающие устройства. Холодильное дело, 1997, №4.

83. Исмаилов Т.А. Модель термоэлектрического полупроводникового интен-сификатора теплопередачи контактного типа. Изв. Вузов. Приборостроение, 1995, №5-6.

84. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В. К вопросу применения термоэлектрических устройств для функциональной электроники. Вестник Университета. Тех.науки, г. Махачкала, ДГТУ, 1998, № 2.

85. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Гаджиева С.М. Устройство для термостабилизации элементов радиоэлектроники большой мощности. Вестник Университета. Тех.науки, г. Махачкала, ДГТУ, 1999, № 3.

86. Исмаилов Т.А., Раджабов Р.И., Юсуфов Ш.А. Радиатор для отвода тепла от тепловыделяющих элементов РЭА. Журнал «Вестник Университета. Тех. науки», г. Махачкала, ДГТУ, 1999, № 3.

87. Исмаилов Т.А., Юсуфов Ш.А. Методика и алгоритм расчета термоэлектрического охладителя воздушного потока. Материалы седьмой научной сессии Международной академии информатизации (сборник статей), г.Махачкала, 2001г.

88. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Юсуфов Ш.А., Аминов Г.И. Термостабили-зирующие устройства для радиоэлектронной аппаратуры. Журнал «Вестник Международной академии холода», г. Москва - Санкт-Петербург, 2002, №3

89. Магомедов К.А. Евдулов О.В. Устройство для борьбы с «эффектом моно-тонии» на основе термоэлектрического полупроводникового преобразователя Пельтье. Изв. Вузов. Приборостроение, 2000, т.43, №5.

90. Каганов М.А, Привин М.Р. Термоэлектрические тепловые насосы. Л.: Энергия, 1970.

91. Калафти Д.Д., Попасов В.В. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1986.

92. Каменецкая В.В., Кошкин В.В., Рзников В.И. Нестационарный тепловой режим герметичного радиоэлектронного блока на полупроводниковыхмикросхемах в условиях фазового перехода хладагента. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1970, вып.1.

93. Карпов В.Г., Тайц Д.А., Тюльпанова Г.А., Чернявский В.В. Нормализованные термоэлектрические батареи типа «Селен». Холодильная техника, 1971.

94. Кирпиченков В.И., Нагиев В.А. Петросян Э.А., Сергунин A.B., Черняев В.Н. Термоэлектрический метод охлаждения радиоэлектронных устройств. Электронная промышленность, 1974, №4.

95. Коваленко JI.M., Глушков А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М.: Энергоатомиздат, 1986.

96. Коленко Е.А. Термоэлектрические охлаждающие приборы. JL: Наука, 1967.

97. Коленко E.H., Орлов В.А. Термоэлектрическое охлаждение приемников излучения. Оптико-механическая промышленность, 1985, №9.

98. Котырло Г.К., Лобунец Ю.Н. Расчет и конструирование термоэлектрических генераторов и тепловых насосов. Киев: Наукова думка, 1980.

99. Краус А.Д. Охлаждение электронного оборудования. М.: Энергия, 1971.

100. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Наука. Сибирское отд-е, 1970.

101. Лебедев Б.Ф., Калинин Ю.А., Новикова Т.В. Графико-аналитический метод расчета термоэлектрических охлаждающих устройств. В кн.: Термоэлектрическое охлаждение. М., 1973.

102. Лидоренко Н.Р., Коломоец A.B., Лукишкер Э.М., Вайнер А.Л. Комплексная оптимизация термоэлектрических охлаждающих устройств. Холодильная техника, 1977, №4.

103. Лукишкер Э.М. Минимизация габаритных размеров и массы термоэлектрических охладителей. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1977, вып.1.

104. Лукишкин Э.М., Вайнер A.JI. Оптимальная последовательность температур энергетически эффективной каскадной термобатареи. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1975, вып.З.

105. Лукишкер Э.М., Вайнер А.Л. Особенность оптимального распределения температур каскадной термобатареи. Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1979, вып.1.

106. Лукишкер Э.М., Вайнер А.Л., Сомкин М.Н., Володагин В.Ю. Термоэлектрические охладители. М.: Радио и связь, 1986.

107. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.

108. Мартыновский B.C., Наер В.А. Полупроводниковые интенсификаторы теплоотдачи и теплоизоляторы. Холодильная техника, 1961, №3.

109. Мельник А.П., Никирса Д.Д., Хибенкова Е.В. Расчет рассредоточенной термоэлектрической батареи. Изв. Вузов. Приборостроение, 1987, №8.

110. Мичай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1980.

111. Модуль МТС (пояснительная записка), инв. №Б 660790. Л.: ГСКБ ТПФ, 1977.

112. Наер В.А., Гарачук В.К. Полупроводниковые термоэлектрические охладители транзисторов. Изв. Вузов СССР. Приборостроение, 1965,123№1Наер В.А. Неустановившиеся режимы термоэлектрических охлаждающих и нагревающих установок. ИФК, 1965, т. 8, №4.

113. Орлов B.C. Новые методы термоэлектрических холодильных устройств. -Холодильная техника, 1970, №5.

114. Орлов B.C., Серебряный Г.Л. Метод расчета термоэлектрических холодильников в режиме минимальной потребляемой мощности. В кн.: Термоэлектрическое охлаждение. М., 1973.

115. Осипов Э.В. Твердотельная криогеника. Киев: Наукова думка, 1977.

116. Осипов Э.В., Борисенко В.Д. Твердотельные криогенные охладители. -Зарубежная электронная техника, 1975, вып.7.

117. Охотин A.C., Пушкарский A.C., Горбачев B.B. Теплофизические свойства полупроводников. М.: Атомиздат, 1972, 199 с.

118. Отчет о патентных исследованиях по теме «Термоэлектрический охладитель термостат фотокатодов», инв. №11744, исполнитель: СКБ «Теллур», 1986.

119. Очков В.Ф. Mathcad Pro 7 для студентов и инженеров. М.: Компьютер Пресс, 1998.

120. Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. Л.: Энергия, 1976.

121. Поздняков Б.С., Коктейлев Е.А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974.

122. Покорный Е.Г., Щербина А.Г. Расчет полупроводниковых охлаждающих устройств. JL: Наука, 1969.

123. Разработка термоэлектрических охлаждающих микромодулей (отчет), тема 8011, инв. №Б 774055. Одесса: ОТИХП, 1979.

124. Роткоп Л.Л., Спокойный Ю.Е. Обеспечение тепловых режимов при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. М.: Сов. радио, 1976.

125. Самодед A.C. Блоки охлаждения полупроводниковых приборов. -Вопросы радиоэлектроники. Сер. ТРТО, 1970, вып.З.

126. Семенюк В.А., Калюжный Б.А., Вихорев А.Г. Использование метода Хармана для контроля серийно выпускаемых термоэлектрических модулей.-ХТТ, 1975, №21.

127. Семенюк В.А. Термоэлектрическое охлаждение: проблемы и перспективы. Вестник МАХ, 1999, вып.4.

128. Слаботочные термоэлектрические модули МТС-300 (отчет), инв. №Б 505734. Л.: ГСКБ ТФП, 1976.

129. Создание термоэлектрических микромодулей: на основе прогрессивной малооперационной технологии (заключительный отчет), тема 9012, инв. №814806. Одесса: ОТИХП, 1979.

130. Соолятэ О.П., Цветков Ю.Н. Надежность термоэлектрических охлаждающих устройств. В кн.: Холодильная и криогенная техника и технология. М.: Внешторгиздат, 1975.

131. Стильбанс Л.С. Физика полупроводников. М.: Сов. радио, 1967.

132. Стильбанс Л.С. Полупроводниковые термохолодильники. Изд-во АН СССР, 1957.

133. Сулин А.Б., Бучко H.A. О расчете температурного поля в термоэлементе с применением принципов суперпозиции. В кн.: Машины и аппараты холодильной, криогенной техники и кондиционирования воздуха. Меж-вуз. сб. научных трудов. Л., 1981.

134. Тайц Д.А. Условия применения термоэлектрических батарей в качестве интенсификаторов теплообмена. Холодильная техника, 1970, №5.

135. Туник А.Т. Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры жидкими диэлектриками. М.: Сов. радио, 1973.

136. Цветков Ю.Н., Исмаилов Т.А. Термоэлектрические системы кондиционирования воздуха и приборы контроля. Л.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отделение, 1988.

137. Цветков Ю.Н., Аксенов С.С., Шульман В.М. Судовые термоэлектрические охлаждающие устройства. Л.: Судостроение, 1972.

138. Цветков Ю.Н., Абдулгалимов А.М., Юсуфов Ш.А. Исследование интенсификаторов теплопередачи с продольными ребрами. Изв. Вузов. Приборостроение., 2000, №5.

139. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. Пер. с англ. М.: Мир, 1988.

140. Эва В.К. Асакавичюс И., Галгалис В. Низкотемпературные тепловые трубы. Вильнюс: Мокслас, 1982.

141. Юсуфов Ш.А. Термоэлектрический полупроводниковый шкаф для охлаждения электронной аппаратуры. Изв. Вузов. Приборостроение., 2000, №5.

142. Юсуфов Ш.А. Тепловая модель герметичного радиоэлектронного блока кассетной конструкции. Журнал «Вестник Университета. Тех.науки», г. Махачкала, ДГТУ, 2000, №4.

143. Яхац М.С., Орлов B.C. и др. Термоэлектрические охлаждающие приборы за рубежом. М.: Информэлектро, 1971.

144. Harpster Taseph W.C. Improved spececraft heat rejection with practical thermoelectric. Energy convers. -N.Y., 1980.

145. Mahan G.D., Sofo J.O., Bartkowiak M. Multilayer Thermionic Refrigerator and Generator. J. Appl. Phys., 1998, v.83, №9.

146. Pujado P.R., Stermole F.G., Golden I.O. Melting of a finite paraffin slab as applied to phase-change thermal control. Journal of Spacecraft and Rockets, 1969, v.6, №3.

147. The Cambion tarurorteitic Handbook. Cambridge.: Thermoelectric Caporation, Cambridge, Massaehusett, 1972.