автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение эффективности испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках полупроводниковых преобразовательных установок железнодорожного транспорта

На правах рукописи

КРЫЛОВ Дмитрий Витальевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПАРИТЕЛЬНО-ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ В СИЛОВЫХ БЛОКАХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 05.22.07—Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2012

005051046

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» на кафедре «Теплотехника и теплосиловые установки».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Киселев Игорь Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор кафедры «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ФГБОУ ВПО ПГУПС «Петербургский государственный университет путей сообщения» Грищенко Александр Васильевич

кандидат технических наук, доцент кафедры «Подвижной состав электрических железных дорог» ФГБОУ ВПО ОмГУПС «Омский государственный университет путей сообщения» Бакланов Александр Алексеевич

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО МГУПС «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ).

Защита состоится «22» января 2013 года в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д218.008.05 на базе ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения» по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд. 5-407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения и на сайте Минобрнауки www.vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан «21» декабря 2012 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью организации, просим направлять в адрес ученого совета университета.

• Ученый секретарь I

диссертационного совета

д.т.н., профессор Кручек Виктор Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время на железнодорожном транспорте нашли широкое применение полупроводниковые преобразовательные установки (ППУ), такие как УВКМЛ-1, УВКМЛ-2, В-ТПЕД. Основным элементом каждой ППУ является выпрямительный блок, состоящий из силовых полупроводниковых приборов (СПП) и охладителей. Надежная работа СПП требует эффективных охлаждающих устройств типа двухфазные термосифоны (ДГС), работающих по замкнутому испарительно-воздушному циклу при низких внутренних давлениях. Предприятие «НИИЭФА-ЭНЕРГО» приступило к выпуску выпрямителей на 12 МВт и системой охлаждения на базе ДТС, которые уже установлены на тяговых подстанциях «Златоуст» и «Хрустальная».

В процессе проектирования и создания новых конструкций ППУ возникает необходимость учета не только электрических, но и термических сопротивлений контакта - Як, возникающих в разъемных соединениях СПП - охладитель. Наличие контактного термического сопротивления (КТС) между соприкасающимися шероховатыми поверхностями снижает эффективность отвода теплоты охладителем и приводит к увеличению общего температурного перепада в составных деталях выпрямительного блока, что может существенно повлиять на работоспособность СПП. В настоящее время имеется большое число работ по исследованию контактного теплообмена. Однако, процессы влияния КТС на теплообмен в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта остаются пока малоизученными и, следовательно, актуальными.

Объектом исследования являются силовые блоки, состоящие из СПП и устройств испарительно-воздушного охлаждения типа ДТС.

Предметом исследования являются тепловые процессы в условиях контактного теплообмена, протекающие в объектах исследования.

Целью данной работы является повышение эффективности испари-тельно - воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта путем совершенствования процессов контактного теплообмена и методов контроля исправности ДТС.

Для достижения сформулированной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Выполнен анализ теоретических методов исследования контактного теплообмена и определена возможность их использования для расчета КТС в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта.

2. Разработаны математические модели и программы, позволяющие исследовать контактный теплообмен в силовых блоках ППУ с испарительно-воздушным охлаждением.

3. Аналитически исследованы процессы контактного теплообмена и даны рекомендации по повышению эффективности испарительно -

воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта.

4. Построены графические зависимости КТС от величины шероховатости поверхностей и усилий их сжатия, позволяющие дать оценку его значений на стадии проектирования силового блока ППУ.

5. Проанализированы требования к степени обработки контактных поверхностей и определены параметры шероховатости, при которых достигается наибольшая эффективность испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта.

6. Исследованы различные способы повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ путем увеличения интенсивности контактного теплообмена за счет применения теплопроводных паст и прокладок, а также обоснована целесообразность их использования.

7. Проведены экспериментальные исследования КТС в силовом блоке ППУ с испарительно-воздушным охлаждением с целью сравнительной оценки расчетных и экспериментальных данных

8. С целью повышения работоспособности силовых блоков ППУ ж.д. транспорта, разработан метод и технология контроля исправности охладителей типа ДТС.

Научная новизна работы.

1. На основе теории случайных функций впервые разработаны математические модели и программы, позволяющие моделировать процессы контактного теплообмена с целью снижения КТС и повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения еще на стадии проектирования силового блока ППУ.

2. Исследованы ранее не рассмотренные процессы по увеличению интенсивности контактного теплообмена в разъемных соединениях силовых блоков ППУ с испарительно-воздушным охлаждением, с учетом различных металлических сплавов, теплопроводящих паст и прокладок -находящихся в широком диапазоне усилий сжатия.

3. Получены графические зависимости КТС от величины шероховатости поверхностей и усилий их сжатия, позволяющие без применения экспериментальных и расчетных методов дать оценку его значений еще на стадии проектирования силовых блоков ППУ.

4. С использованием полученных графических зависимостей предложен новый метод расчета КТС в силовых блоках ППУ с испарительно-воздушным охлаждением.

5. Разработан новый метод диагностирования исправности охладителей типа ДТС, позволяющий по тепловому состоянию конденсаторной части оценивать их работоспособность во время эксплуатации или при проведении ремонтных работ.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Полученные в работе результаты позволяют:

1. Применить теорию случайных функций при исследовании процессов контактного теплообмена в разъемных соединениях блоков ППУ ж.д. транспорта.

2. С помощью разработанных программ и графических зависимостей определить величины усилий сжатия и шероховатости поверхностей, при которых достигается максимальная интенсивность контактного теплообмена в силовых блоках с испарительно-воздушным охлаждением.

3. На основе расчетных данных уточнить требования: степени обработки контактных поверхностей, использования никелевых покрытий, теплопроводящих паст и прокладок, с целью повышения испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ.

5. Выполнить техническую диагностику неисправных охладителей типа ДТС во время эксплуатации ППУ или при ее ремонтных работах.

6. Использовать прикладные программы по расчету КТС в учебном процессе при изучении дисциплины «Тепломассообмен».

Методология и методы исследования. Поставленные в работе задачи решены с помощью методов математического моделирования, разработанных программных средств, а также экспериментальных исследований.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели и программы по расчету КТС в силовых блоках ППУ, разработанные на основе теории случайных функций.

2. Результаты математического моделирования контактного теплообмена и способы повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения силовых блоков ППУ ж.д. транспорта.

3. Метод определения КТС на стадии проектирования силовых блоков ППУ, основанный на применении полученных графических зависимостей

4. Метод диагностирования исправности охладителей типа ДТС, основанный на оценке теплового состояния их конденсаторной части.

Степень достоверности полученных результатов.

Численное моделирование КТС, выполненное на основе разработанных математических моделей и прикладных программ дает сходимость с экспериментальными данными автора и других исследователей, с погрешностью не превышающей 6.. .10%.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на: Научно-технических конференциях «Неделя науки - 2010,2011,2012» (ПГУПС, г.Санкт-Петербург), Четвертой Всероссийской конференции по проблемам термометрии «ТЕМПЕР АТУ-РА-2011» (г.Санкт-Петербург, 2011), Третей Международной научной-практической конференции «Измерение в современном мире - 2011»

(г. Санкт-Петербург, 2011), Шестом Международном симпозиуме «Е11гапз, 2011» (г. Санкт-Петербург, 2011).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 7 научных работ и 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 182 страницах, включая 65 рисунков, 40 таблиц и 3 приложений. Список литературы составляет 113 наименований.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость результатов работы. Приведены основные положения, выносимые на защиту, и данные по апробации работы.

В первой главе рассмотрены различные виды полупроводниковых приборов, применяемых в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта. Сделан вывод о перспективности применения СПП таблеточной конструкции, а также проведены анализ и систематизация существующих систем их охлаждения (рис.1).

Рисунок 1 - Классификация систем охлаждения СПП

Для маломощных СПП применяют, как правило, воздушные системы, а для мощных СПП — жидкостные системы или испарительно-воздушные системы охлаждения, с применением ДТС или тепловых труб. Данное обстоятельство подтверждается рекламными проспектами и опросными материалами компаний-производителей силовых блоков ППУ таких как: ОАО «Электровыпрямитель», SEMKRON, IXYS, EPCOS AG, Электрум АВ, ЗАО «Компел», Shenzhen Poweria Electronics Technology Co., ГНУ «Институт Порошковой Металлургии» и другими материалами.

Критерием выбора системы охлаждения является их эффективность, надежность и обеспечение оптимальных температурных характеристик.

4

Как видно из рисунка 2 значение последних зависит от тепловых сопротивлений как самого СПП - Кп , определяющего внутренний перепад температуры, так и от значений КТС - Як и охладителя - Яа , которые в сумме определяют внешний перепад температуры.

Нагретый воздух

I

Рисунок 2 - Схема силового блока с двусторонним испарительно-воздушным охлаждением на основе ДТС - тепловое сопротивление «полупроводниковая структура -корпус прибора», °С/Вт; Як - тепловое сопротивление «корпус прибора - контактная поверхность охладителя», °С/Вт; Яо - тепловое сопротивление «охладителя - окружающая среда», °С/Вт.

Величины тепловых сопротивлений различных СПП таблеточного типа и их охлаждающих устройств, приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Тепловые сопротивления таблеточных СПП

Тип Диаметр контактной Тепловое сопротивление,

СПП поверхности, мм "С/Вт

Д123-200 19 0,06

Д133-500 33 0,036

Д253-1600 50 0,018

Д163-600 63 0,016

Д173-1000 75 0,01

Д183-2500 86 0,008

Д293-3200 100 0,0065

Таблица 2 - Тепловые сопротивления охладителей для СПП таблеточного типа

Тепловое сопротивление: контактная поверхность охладителя -охлаждающая среда, °С/Вт

воздушное охлаждение водяное охлаждение

тип охладителя естественное охлаждение скорость воздуха 6 м/с тип охладителя расход воды 3 л/мин

0232 1,120 0,355 ОМЮЗ 0,06

0123 0,710 0,212 ОМ 104 0,03

0242 0,670 0,236 ОМ 109 0,012

0353 0,355 0,1 ОМ209 0,0095

испаритель но-воздушное охлаждение

тип охладителя естественное охлаждение скорость воздуха 6 м/с

алюминиевый ДТС из сплава АДЗ1 0,175 0,05

медный ДТС из сплава М1 0,115 0,032

Снижая сопротивление R„ можно значительно повысить эффективность отвода теплоты от СПП и, тем самым, обеспечить его более надежную работу. В связи с этим были проанализированы имеющиеся данные экспериментальных и теоретических исследований по контактному взаимодействию шероховатых поверхностей, таких авторов как: Ганин Е.А., Гува А.Я., Демкин Н.Б., Дульнев Г.Н., Дыбан Е.П., Миллер B.C., Попов В.М., Рабинерсон A.A., Рудзит. Я.А., Шлыков Ю.П., Хусу А.П. Cetinkale T.N., Cooper M.G., Dundurs J., Edmonds M.J., Jacobs R.B., Kouwenhoven W.B., Sanokawa K., Tsukisoe Т., Weills N.D. и других. Используемые методы аналитического расчета КТС требуют вычисления большого количества эмпирических параметров и проведения предварительных экспериментальных замеров. На основании проведенного анализа сделан вывод о необходимости разработки математических моделей и программ для расчета КТС на ЭВМ с целью исследования и совершенствования теплообменных процессов, а также повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения в разъемных соединениях силовых блоков ПГТУ ж.д. транспорта.

Во второй главе выполнен анализ теоретических предпосылок для построения математических моделей контактного теплообмена. Рассмотрены параметры и характеристики шероховатых поверхностей, а также система их оценки от средней линии и в пределах базовой длины, принятые в соответствии с ГОСТ 2789-73*«Шероховатость поверхности». В соответствии с этим стандартом определяющим параметром шероховатости является среднее арифметическое отклонение профиля — R^.

Определены возможные виды упругого и упругопластического контакта в силовых блоках ПГТУ между СПП и охладителем. Получены с помощью теории случайных функций формулы и зависимости для построения математических моделей упругого и упругопластического контактов применительно к эквивалентной поверхности, имеющей усредненные параметры двух реальных контактных поверхностей силовых блоков ППУ.

Математические модели позволяют определить значения удельного КТС двух соприкасающихся поверхностей СПП и охладителя, с учетом шероховатости поверхностей и усилий сжатия между ними.

Тепловую проводимость контакта ак = \IRK можно представить как сумму проводимостей фактического контакта по металлу RM~' и по межконтактной среде Rc~':

(1)

где RM = Rem + Дм« - термическое сопротивление по металлу с учетом эффекта стягивания и сопротивления микронеровностей, м2 К/Вт.

Для оценки значений RM с учетом эффекта стягивания и сопротивления микронеровностей получено следующее выражение:

6

Я., = -4пк \ 2Л.

(2)

где Нуп и г - средняя высота и радиус вершин микронеровностей, мкм; Ик - число контактных пятен, 1/м2; г\ф - относительная фактическая площадь контакта; Лю=2Л,А2/(Л1+Л2) - теплопроводность эквивалентной поверхности, Вт/(м К).

Термическое сопротивление межконтактной среды можно определить из уравнения, м2 К/Вт:

Яс=ЯД2Г+1)[АД1-/7ф)] , (3)

где Хс - теплопроводность межконтактной среды, Вт/(м К); у = 1...3.6 -относительный уровень деформации; ^ = 2^АгЧДч+Да) - шероховатость эквивалентной поверхности, мкм.

Рассмотренные уравнения (1)...(3) положены в основу разработанных математических моделей, в которых с помощью теории случайных функций определяются все параметры, входящие в данные выражения.

В третьей главе проведены теоретические исследования, основанные на численном моделировании процессов контактного теплообмена в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта. С использованием разработанных математических моделей составлены программы автоматизированного расчета КТС, с помощью которых проведены исследования для разъемных соединений СПП-охладитель с различными шероховатыми поверхностями. Выполнен расчет величины КТС в зависимости от диаметра поверхности СПП при различных усилиях сжатия, результаты которого приведены на рисунке 3.

Як, К/Вт

с1. мм

Рисунок 3 - Зависимости Як =/(с1) при Каэ=1,7 мкм и Т =393 К для контактной пары: охладитель из сплава АДЗ1 - СПП с никелированной контактной поверхностью ■ - Р=10 МПа; к - Р=20 МПа; • - Р=30 МПа; О - Р=40 МПа; ♦ - Р=50 МПа

Сравнение полученных зависимостей = /(с!) с данными приведенными в таблицах 1 и 2 показывают, что величина И.« практически соизмерима со значениями тепловых сопротивлений СПП и охладителей. Рассмотрены контактные пары с медными и алюминиевыми охладителями, случаи никелировки контактных поверхностей, а также применение высокотеплопроводных межконтактных сред.

По результатам исследований построены зависимости Кк = /(Р) для различных значений шероховатости Лаэ. Охладитель из медного сплава М1 и СПП с медной контактной поверхностью показали наименьшие значение КТС. Установлено, что присутствие в зоне контакта никелированных поверхностей повышает значения его термического сопротивления в два и более раза. Для повышения эффективности теплообмена рекомендуется использовать контактные поверхности без никелевого покрытия.

Для снижения КТС могут применяться теплопроводящие пасты и клеи, а также прокладки из легко деформируемых сплавов. В связи с этим проведены теоретические исследования и построены зависимости Лк = ДР) для оценки степени влияния этих материалов на контактный теплообмен в силовых блоках ППУ между СПП и его охладителем (рис. 4).

Рисунок 4 - Зависимости Як =/(Р) при Яаэ=0,8мкм и Т =393 К для контактной пары:

никелированный охладитель - СПП с никелированной контактной поверхностью А- контакт: никель - никель, межконтактная среда воздух: Ш - контакт: никель -никель, с применением оловянных прокладок; ♦ - контакт: никель - никель, с применением индиевых прокладок: • - контакт: никель - никель, с применением пасты КПТ-8; «- контакт: никель - никель, с применением пасты 131-179; • - контакт: никель -никель, с применением клея (компаунд)К1.

Исследования показали, что пасты КПТ-8 и 131-179, а также клей марки К-1, дают наибольший эффект, снижая КТС между СПП и охладителем в 3...4 раза. Теплопроводящий клей марки К-1 обладает более высокой теплопроводностью по сравнению с рассмотренными

8

термопастами, однако, его нельзя рекомендовать к использованию в силовых блоках ППУ по причине невозможности дальнейшего демонтажа разъемных соединений. Из опыта эксплуатации ППУ известно, что для снижения КТС между СПП и охладителем, иногда используют прокладки из легкодеформируемых сплавов таких как индий и олово. Из рисунка 4 видно, что применение оловянных и индиевых прокладок для контактной пары СПП-охладитель с никелированными поверхностями не привело к значительному снижению КТС- Более того при обоюдном контакте медных поверхностей применение теплопроводящих прокладок снижает отвод теплоты от СПП в 3 и более раза, так как в этом случае возникает двойной контакт: СПП - прокладка и прокладка - охладитель.

Следует отметить, что эффект снижения КТС при введении в контакт металлических прокладок наблюдается, если поверхности имеют высокую степень шероховатости Яа > 10 мкм. При шероховатости Яа < 2,5 мкм снижение КТС можно добиться только при очень высоких давлениях Р > 100 МПа, что не допустимо в разъемных соединениях силовых блоках ППУ, из-за возможности механического разрушения СПП. Следовательно, при рабочих давлениях Р = 5...50 МПа и нормированной шероховатости контактных поверхностей Яа < 1,6 мкм применение теплопроводящих прокладок из индия и олова в силовых блоках ППУ является нецелесообразным.

Силовые блоки ППУ подвергаются воздействию различных токовых нагрузок, что приводит к увеличению или снижению температуры в зоне контакта СПП и охладителя. В связи с этим проведены исследования влияния температуры на КТС в разъемных соединениях СПП-охладитель. Из приведенных на рисунке 5 зависимостей ЯК=ДТ) видно, что изменение температуры не приводит к значительному повышению КТС.

т,°с

Рисунок 5 - Зависимости Як = /(Т) при Р = 30 МПа и Я„э=0,9 мкм для контактных пар: никель - никель; А - сплав АД31-никель; А - сплав М1-никель; Я-сплав М1 - медь.

Отсюда следует вывод о том, что изменение токовых нагрузок в силовых блоках ППУ не оказывает существенного влияние на КТС, а основными параметрами, определяющими его величину, являются: шероховатость поверхности, усилия их сжатия и свойства межконтактной среды.

На основе полученных графических зависимостей Як =/Р) предложен метод определения КТС в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта, который направлен на решение двух задач: прямой и обратной. Решение первой задачи позволяет при известных величинах давлений и шероховатости поверхности найти значение удельного КТС, которое возникает между СПП и его охлаждающим устройством. Решение второй задачи связано с определением необходимого давления для создания наиболее эффективных условий контактного теплообмена между СПП и охладителем (рис.6).

♦ -Л* =/(Р) при Яаэ =0,63 мкм;

Использование разработанных программ автоматизированного расчета и предложенного метода, позволяют на стадии проектирования силового блока ППУ дать оценку значениям КТС и проводить операции по повышению эффективности охлаждающих устройств.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям контактного теплообмена в силовом блоке ППУ, состоящего из СПП таблеточного типа Д123-200 и двух медных испарительно-воздушных охладителей типа ДТС из сплава М1. Программа экспериментальных исследований включала два этапа. Первый был связан с исследованием

10

шероховатости контактных поверхностей этих устройств, а второй был посвящен исследованию теплового состояния силового блока ППУ на экспериментальной установке. На первом этапе с помощью профилометра 170623 проведены исследования контактных поверхностей данных приборов, их шероховатости составили: Яа = 0,77 мкм для диода ий,= 1,8 мкм для охладителя типа ДТС. Эти значения использованы в качестве исходных данных для расчета на ЭВМ значений КТС в условиях упругого и упругопластического контактов. В процессе второго этапа силовой блок ППУ включался в схему экспериментальной установки (рис.7), где с помощью многоамперного генератора нагружался стабилизированным постоянным током с параметрами: /= 200А и 17= 0,5В.

1 -многоамперный генератор; 2 —регулятор напряжения; 3 - измерительный шунт;

4 - миллиамперметр; 5 — таблеточный СЛПДІ23-200; б - испарительно-воздушный охладитель типа ДТС; 7 — токоведущая шина; 8 — термостат; 9 - многоточечный переключатель; 10- потенциометр ПП 63; 11 — вентилятор; 12 — ртутный термометр; 13-милливольтметр; точки 1 ...4— термопары блока; ¡1 ,.Л4 — точкиустановки термопар и термометров для измерения температуры охлаждающего воздуха.

Для измерения температуры Тс на контактной поверхности диода Д123-200 и температуры Гл на контактной поверхности охладителя, применены термопары типа ХА с диаметром проводов 0,3 мм (точки 1...4). Рабочие спаи термопар 1 и 4 располагались в исследуемых контактных поверхностях на глубине 1,5 - 2 мм и не доходя 2 мм до центра контактной поверхности Сі 111. В качестве вторичного прибора для измерения термо-

ЭДС термопар был использован потенциометр ПП-63, работающий на основе компенсационного метода с классом точности 0,05.

Усилия сжатия в монтажном устройстве блока устанавливались с помощью динамометрического ключа и имели следующие значения: Р = 6, 10, 20, 40 и 50 МПа. Для экспериментального определения КТС использовалось следующее выражение:

К={Тс-Тк)1РНАУу (4)

где Тс и Тк - температуры соответственно на поверхностях СПП и охладителя, °С; РИАУ) - мощность тепловых потерь в диоде, Вт.

На основании полученных экспериментальных данных была построена зависимость Кк = /Р) для контактной пары охладитель типа ДТС из медного сплава М1 - никелированный диод Д123-200, которая сравнивалась с уже полученной теоретической зависимостью (рис.8).

Рисунок 8 - Зависимость Як = /(Р) при Т = 393 К для пары никелированный диод Д123-200 - охладитель типа ДТС из медного сплава М1: Ш-ЯК=/(Р) при упругом контакте; А -Як =/(Р) при упругопластическом контакте; ♦ - экспериментальные данные.

Из приведенных зависимостей Як = ДР) видно, что полученные экспериментальные данные наиболее полно совпадают с расчетными, выполненными на основе математической модели упругого контакта при средней погрешности 6... 10%.

В пятой главе рассмотрены существующие способы диагностики силовых блоков ППУ: визуальный, функциональный и тестовый. Проанализированы дефекты СПП и причины их возникновения, связанные с некорректным монтажом, превышением усилий сжатия и тепловым

12

пробоем. Выполнен анализ существующих методов контактного и бесконтактного измерения температуры, в ходе которого выделены термопары с малым диаметром проводов за их точность и удобство при монтаже в силовых блоках ППУ, а также пирометры за возможность проводить измерения без вторичного прибора и без непосредственного контакта с измеряемой поверхностью. С помощью данных приборов проведено термометрирование силового блока с охладителем типа ДГС, для определения возможных расхождений' в измерениях температуры. Из-за опасности повреждения вторичного прибора, при измерении температуры термопарами типа ХА ТП-0188 питание на силовой блок не подавалось. Измерение температуры бесконтактным методом выполнялось с помощью цифрового пирометра КЛУШЕК 8Т20. Результаты термомет-рирования представлены в таблице 3.

Таблица 3 -Результаты измерения температуры контактными и бесконтактными

методами

Тип охладителя ©„"С ©2,°С Д0,°с 8,%

ДГС из сплава АД-31 97,8 95,8 2,0 2,0

112,1 109,8 2,3 2,0

127,5 123,7 3,8 2,98

Примечания: ©,- избыточная температура наружной поверхности конденсатора ДТС, измеренная при помощи ХА - термопар ТП-0188; ®2- то же, с помощью пирометра КАУ*ЮЕ11- БТ20 в этой же точке конденсатора; Д© = ©1-©2; <? = (Д0/01)-1ОО%.

Полученные данные (табл. 3.) показывают, что-расхождение в показаниях при измерении температуры с помощью термопар или пирометра является незначительным и не превышает 5 < 3%.

Вследствие того, что термопары невозможно использовать во время работы силовых блоков ППУ, контроль за их тепловым состоянием наиболее рационально осуществлять с помощью ручных пирометров.

В настоящее время наиболее перспективными охлаждающими устройствами силовых блоков ППУ являются испарительно-воздушные системы на основе ДТС или тепловых труб, работоспособность которых во многом определяется уровнем их вакуумирования. Разгерметизация ДГС и потеря им промежуточного теплоносителя приводит к снижению отвода теплоты от СПП в 4...5 раз, что приводит к росту как КТС, так и общего температурного перепада в силовом блоке. Определить данный дефект визуальной диагностикой практически невозможно. Поэтому оценка работоспособности охладителей также важна, как и контроль за тепловым состоянием СПП. Предложен метод диагностирования работоспособности охладителей типа ДТС, где основным критерием является тепловое состояние его конденсаторной части. Метод основан на результатах измерений температуры наружных поверхностей конденсатора в его основании с температурой - и на свободных концах конденса-

торных труб с температурой - . Основным показателем исправности ДТС выбран относительный параметр Д, позволяющий судить о работоспособности ДТС, который не должен превышать 2...3 %.

А = ¿^ss-^¡»«¿.100% (5)

0

max

Более высокие значения параметра А свидетельствуют о наличие дефектов ДТС, которые связаны с его разгерметизацией и потерей промежуточного теплоносителя.

Предлагаемый метод диагностирования работоспособности ДТС был испытан на различных конструкциях охладителей, при этом исследовались как работоспособные, так и неисправные охладители. Результаты диагностирования охладителей представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты диагностирования ДТС при нагреве

Тип охладителя нагрузка RAYNGER - ST20

© ,°С макс* © °С Д,%

Неисправный ДТС из сплава АД-31 25% 52,5 40,1 ^ 23,6

50% 78,3 59,5 24

100% 133,5 103,8 22,2

Неисправный ДТС из сплава М1 25% 51,9 40,3 22,3

50% 69,6 52,5 24,5

100% 132,1 102,4 22,5

ДГС из сплава М1 с частичной разгерметизацией 25% 44,8 42,5 5,1

50% 68,4 64,7 5,4

100% 114,6 107,9 5,4

Исправный ДГС из сплава М1 25% 37,3 36,7 1,6

50% 55,2 54,3 1,6

100% 108,5 106,6 1,7

Примечания: 0 - избыточная температура конденсатора в его основании;

®тн- избыточная температура на свободных концах конденсаторных труб.

Испытания охладителей показали, что предложенный метод может быть использован для оценки работоспособности охладителей типа ДГС. Для исправных ДТС показатель качества не превышает допустимых 2...3%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования, выполненные в данной работе, позволили получить следующие результаты:

1. Созданы на основе теории случайных функций математические модели и программы автоматизированного расчета КТС, позволяющие моделировать условия контактного теплообмена еще на стадии проектирования силовых блоков ППУ ж.д. транспорта.

2. Экспериментально подтверждена адекватность математических моделей реальным условиям эксплуатации силового блока ППУ с

испарительно-воздушным охлаждением. Расхождение теоретических и экспериментальных значений КТС не превышало 6... 10 %.

3. Проведены теоретические исследования контактного теплообмена при различных сочетаниях контактирующих материалов, применяемых в разъемных соединениях силовых блоков ППУ.

4. Установлено, что для достижения оптимальных значений КТС следует применять контактирующие поверхности с шероховатостью Яа = 0,32.. .0,8 мкм, находящиеся при давлениях Р = 30. ..50 МПа. При этих параметрах будут достигнуты наилучшие условия для повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения.

5. Установлено, что наибольшая интенсивность контактного теплообмена наблюдается в сопряженных парах с медными поверхностями при коэффициенте теплообмена а = (61...836)*104 Вт/(м2К). Добиться еще большего повышения эффективности теплообмена в 3...4 раза можно применив теплопроводные пасты: КПТ-8 и 131-179 по ТУ6-02-1-342-79.

6. Определено, что наличие в зоне контакта СПП - охладитель никелированных поверхностей снижает интенсивность теплообмена в силовых блоках ППУ в 2 и более раза.

7. Установлено, что применение теплопроводящих прокладок не приводит к увеличению интенсивности теплообмена в силовых блоках с никелированными поверхностями, а при контакте медных поверхностей снижает отвод теплоты от СПП к охладителю в 3 и более раза.

8. Разработан метод с использованием полученных графических зависимостей Я* = ДР), позволяющий дать оценку КТС без применения экспериментальных и численных методов еще на стадии проектирования силового блока ППУ.

9. Предложен метод диагностирования работоспособности охладителей типа ДТС. Основным показателем работоспособности ДТС выбран относительный параметр А, который не должен превышать 2.. .3 %. Более высокие значения параметра Д свидетельствуют о наличие дефектов ДТС, которые связаны с его разгерметизацией и потерей промежуточного теплоносителя.

Основные положения диссертации опубликованы:

-В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Киселев И.Г., Крылов Д.В. «Математическое моделирование контактного теплообмена в полупроводниковых преобразовательных установках ж.д. транспорта» - журнал «Известия ПГУПС».-№1 2012,- С.66 - 71.

- В других изданиях:

2. Киселев И.Г., Крылов Д.В. «Диагностика нагрева силовых полупроводниковых приборов в преобразователях с испарительно-воздушным охлаждением» II Всероссийская научно-практическая конференция «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей

энергии и транспортировки теплоты»- ДГТУ. Махачкала, декабрь 2010. -С.66 - 67.

3. Киселев И.Г., Крылов Д.В. «Выбор средств измерения температуры для диагностики теплового состояния в ППУ» Четвертая Всероссийская конференция по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУРА-2011» / -ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», апрель 2011,- С. 53-58.

4. Крылов Д.В. «Диагностика теплового состояния на ППУ ж.д. транспорта» Третья Международная научно-практическая конференция «Измерение в современном мире - 2011» / Крылов Д.В. - Дом Ученых в Лесном при Санкт-Петербургском политехническом университете, май

2011,- С. 71-73.

5. Киселев И.Г., Крылов Д.В. Метод диагностирования исправности охладителей испарительно-воздушного типа, применяемых в преобразовательных установках ж.д. транспорта и метрополитенов. Шестой международной симпозиум «Екгадо — 2011» - В сборнике «Электрификация и развитие инфраструктуры энергообеспечения тяги поездов на железнодорожном транспорте»,- СПБ.: ПГУПС, 2011.- С. 63-64.

6. Крылов Д.В. «Математическое моделирование контактного теплообмена в разъемных соединениях энергетических установок» .сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Инженерная мысль машиностроения будущего»,- ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого президента России Б.Н.Ельцина». Екатеринбург, апрель

2012.- С. 84-86.

7. Киселев И.Г., Крылов Д.В. «Математическое моделирование контактного теплообмена при упругой деформации микровыступов шероховатых поверхностей»/ - сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования». - ДВГУПС. Хабаровск, апрель 2012.-С. 92-94.

Подписано к печати /9,13,. 2.04 ■ Печ.л.-1,0 п.л.

Печать-ризография Бумага для множит апп. Формат 60x84 1/16

Тираж 100 экз._Заказ № '/¿У-У-._

СР ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр.9

Введение.

1. Современное состояние вопроса по контактному теплообмену в силовых блоках полупроводниковых преобразовательных установок и постановка задачи исследования.

1.1. Тенденция совершенствования полупроводниковых преобразовательных установок на железнодорожном транспорте.

1.2. Тепловые процессы в элементах полупроводниковых преобразовательных установок.

1.3. Системы и способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов.

1.4. Современное состояние исследований по контактному теплообмену.

1.4.1 Экспериментальные исследования контактного теплообмена.

1.4.2 Теоретические исследования контактного теплообмена.

1.5. Выводы. Цель работы и задачи исследования.

2. Теоретические предпосылки для построения математически моделей контактного теплообмена.

2.1. Шероховатость поверхностей и ее стандартные параметры.

2.2. Виды деформации микронеровностей и выбор расчетной схемы контакта шероховатых поверхностей.

2.3 Применение теории случайных функций для описания параметров и характеристик шероховатостей поверхности.

2.4 Математическое моделирование контактного теплообмена при упругой и упругопластической деформации микронеровностей шероховатых поверхностей.

3. Алгоритмы и программы расчета контактного термического сопротивления.

3.1 Алгоритмы и программы расчета контактного теплообмена при упругой и упругопластической деформации микронеровностей шероховатых поверхностей.

3.2. Результаты теоретических исследований контактного термического сопротивления с помощью программ автоматизированного расчета.

3.3. Методы и рекомендации по повышению эффективности испари-тельно-воздуишого охлаждения в силовых блоках ППУ.

4. Экспериментальные исследования контактного теплообмена в полупроводниковых преобразовательных установках.

4.1 Цели и задачи экспериментальных исследований.

4.2 Исследование микрогеометрии поверхностей составных деталей блока ППУ.

4.3. Экспериментальное исследование теплого состояния блока ППУ.

4.4. Погрешности эксперимента.

4.5. Результаты экспериментальных исследований.

5. Методы диагностирования оборудования полупроводниковых преобразовательных установок.

5.1. Условия эксплуатации ППУ и требования к их диагностике.

5.2. Методы и приборы, применяемые для измерения температуры при диагностике ППУ.

5.3. Метод диагностирования исправности охладителей испарительновоздушного типа.

Актуальность работы. В настоящее время на железнодорожном транспорте нашли широкое применение полупроводниковые преобразовательные установки (ППУ), такие как УВКМЛ-1, УВКМЛ-2, В-ТПЕД. Основным элементом каждой ГТПУ является выпрямительный блок, состоящий из силовых полупроводниковых приборов (СПП) и охладителей. Надежная работа СПП требует эффективных охлаждающих устройств типа двухфазные термосифоны (ДТС), работающих по замкнутому испарительно-воздушному циклу при низких внутренних давлениях. Предприятие «НИИЭФА-ЭНЕРГО» приступило к выпуску выпрямителей на 12 МВт и системой охлаждения на базе ДТС, которые уже установлены на тяговых подстанциях «Златоуст» и «Хрустальная».

В процессе проектирования и создания новых конструкций ППУ возникает необходимость учета не только электрических, но и термических сопротивлений контакта - RK, возникающих в разъемных соединениях СПП - охладитель. Наличие контактного термического сопротивления (КТС) между соприкасающимися шероховатыми поверхностями снижает эффективность отвода теплоты охладителем и приводит к увеличению общего температурного перепада в составных деталях выпрямительного блока, что может существенно повлиять на работоспособность СПП. В настоящее время имеется большое число работ по исследованию контактного теплообмена. Однако, процессы влияния КТС на теплообмен в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта остаются пока малоизученными и, следовательно, актуальными.

Объектом исследования являются силовые блоки, состоящие из СПП и устройств испарительно-воздушного охлаждения типа ДТС.

Предметом исследования являются тепловые процессы в условиях контактного теплообмена, протекающие в объектах исследования.

Целью данной работы является повышение эффективности испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта путем совершенствования процессов контактного теплообмена и методов контроля исправности ДТС.

Для достижения сформулированной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Выполнен анализ теоретических методов исследования контактного теплообмена и определена возможность их использования для расчета КТС в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта.

2. Разработаны математические модели и программы, позволяющие исследовать контактный теплообмен в силовых блоках ППУ с испарительно-воздушным охлаждением.

3. Аналитически исследованы процессы контактного теплообмена и даны рекомендации по повышению эффективности испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта.

4. Построены графические зависимости КТС от величины шероховатости поверхностей и усилий их сжатия, позволяющие дать оценку его значений на стадии проектирования силового блока ППУ.

5. Проанализированы требования к степени обработки контактных поверхностей и определены параметры шероховатости, при которых достигается наибольшая эффективность испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ ж.д. транспорта.

6. Исследованы различные способы повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ путем увеличения интенсивности контактного теплообмена за счет применения теплопроводных паст и прокладок, а также обоснована целесообразность их использования.

7. Проведены экспериментальные исследования КТС в силовом блоке

ППУ с испарительно-воздушным охлаждением с целью сравнительной оценки расчетных и экспериментальных данных

8. С целью повышения работоспособности силовых блоков ППУ ж.д. транспорта, разработан метод и технология контроля исправности охладителей типа ДТС.

Научная новизна работы.

1. На основе теории случайных функций впервые разработаны математические модели и программы, позволяющие моделировать процессы контактного теплообмена с целью снижения КТС и повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения еще на стадии проектирования силового блока ППУ.

2. Исследованы ранее не рассмотренные процессы по увеличению интенсивности контактного теплообмена в разъемных соединениях силовых блоков ППУ с испарительно-воздушным охлаждением, с учетом различных металлических сплавов, теплопроводящих паст и прокладок - находящихся в широком диапазоне усилий сжатия.

3. Получены графические зависимости КТС от величины шероховатости поверхностей и усилий их сжатия, позволяющие без применения экспериментальных и расчетных методов дать оценку его значений еще на стадии проектирования силовых блоков ППУ.

4. С использованием полученных графических зависимостей предложен новый метод расчета КТС в силовых блоках ППУ с испарительно-воздушным охлаждением.

5. Разработан новый метод диагностирования исправности охладителей типа ДТС, позволяющий по тепловому состоянию конденсаторной части оценивать их работоспособность во время эксплуатации или при проведении ремонтных работ.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Полученные в работе результаты позволяют:

1. Применить теорию случайных функций при исследовании процессов контактного теплообмена в разъемных соединениях блоков ППУ ж.д. транспорта.

2. С помощью разработанных программ и графических зависимостей определить величины усилий сжатия и шероховатости поверхностей, при которых достигается максимальная интенсивность контактного теплообмена в силовых блоках с испарительно-воздушным охлаждением.

3. На основе расчетных данных уточнить требования: степени обработки контактных поверхностей, использования никелевых покрытий, теплопроводящих паст и прокладок, с целью повышения испарительно-воздушного охлаждения в силовых блоках ППУ.

5. Выполнить техническую диагностику неисправных охладителей типа ДТС во время эксплуатации ППУ или при ее ремонтных работах.

6. Использовать прикладные программы по расчету КТС в учебном процессе при изучении дисциплины «Тепломассообмен».

Методология и методы исследования. Поставленные в работе задачи решены с помощью методов математического моделирования, разработанных программных средств, а также экспериментальных исследований.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели и программы по расчету КТС в силовых блоках ППУ, разработанные на основе теории случайных функций.

2. Результаты математического моделирования контактного теплообмена и способы повышения эффективности испарительно-воздушного охлаждения силовых блоков ППУ ж.д. транспорта.

3. Метод определения КТС на стадии проектирования силовых блоков ППУ, основанный на применении полученных графических зависимостей

4. Метод диагностирования исправности охладителей типа ДТС, основанный на оценке теплового состояния их конденсаторной части.

Степень достоверности полученных результатов.

Численное моделирование КТС, выполненное на основе разработанных математических моделей и прикладных программ дает сходимость с экспериментальными данными автора и других исследователей, с погрешностью не превышающей 6. 10%.

Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Научно-технических конференциях «Неделя науки - 2010,2011,2012» (ПГУПС, г. Санкт-Петербург), Четвертой Всероссийской конференции по проблемам термометрии «ТЕМПЕРАТУ-РА-2011» (г.Санкт

Петербург, 2011), Третей Международной научно-практической конференции «Измерение в современном мире - 2011» (г. Санкт-Петербург, 2011), Шестом Международном симпозиуме «Екгаш, 2011» (г. Санкт-Петербург, 2011).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 7 научных работ и 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 182 страницах, включая 65 рисунков, 40 таблицы и 3 приложений. Список литературы составляет 113 наименований.

Выводы:

1. Испытания охладителей показали, что предложенный метод может быть использован для оценки работоспособности охладителей типа ДТС. Для исправных ДТС показатель качества не превышает допустимых 8 - 10%.

2. Для диагностики опытных блоков ППУ состоящих из СПП и ДТС наиболее приемлемы контактные методы измерения температуры с использованием малогабаритных термопар, а контроль за тепловым состоянием ДТС, находящихся уже в эксплуатации, эффективнее проводить с помощью бесконтактных методов.

3. Измерения бесконтактными методами наиболее приемлемо для диагностирования ППУ, находящихся под высоким напряжением. никелированными поверхностями, а при контакте медных поверхностей снижает отвод теплоты от СПП к охладителю в 3 и более раза.

8. Разработан метод с использованием полученных графических зависимостей Як = ДР), позволяющий дать оценку КТС без применения экспериментальных и численных методов еще на стадии проектирования силового блока ППУ.

9. Предложен метод диагностирования работоспособности охладителей типа ДТС. Основным показателем работоспособности ДТС выбран относительный параметр А, который не должен превышать 2.3 %. Более высокие значения параметра А свидетельствуют о наличие дефектов ДТС, которые связаны с его разгерметизацией и потерей промежуточного теплоносителя.

10. Годовой экономический эффект от внедрения результатов работы составляет 376320 рублей. Результаты расчета экономического эффекта представлены в приложении В.

1. Шлыков Ю.П., Ганин. Е.А. Контактный теплообмен Текст.: моногр. М.: Госэнергоиздат, 1963 - 144 с.

2. Шлыков Ю.П. Контактное термическое сопротивление Текст.: моногр. / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин, С.Н. Царевский. М.: Энергия, 1977. - 328 с.

3. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений Текст.: моногр. -М.: Энергия, 1971. -214 с.

4. Мадхусудана К.В., Флетчер JI.C. Контактная теплопередача. Исследования последнего десятилетия Текст.: Аэрокосмическая технология. 1987. - № 3. - С. 103 - 120.

5. Фаворский О.Н. Контактный теплообмен в газотурбинных двигателях и энергоустановках Текст.: моногр. / О.Н. Фаворский, В.А. Мальцев, В.Н. Леонтьев. —М.: Машиностроение, 1978. 143 с.

6. Марикин А.Н., Мизинцев A.B. Новые технологии в сооружении и реконструкции тяговых подстанций.-М.: ГОУ « Учебнометодический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008.- 220 с.

7. Иньков Ю. М. Преобразовательные полупроводниковые устройства подвижного состава; Под.ред. Ю. М. Инькова. М.: Транспорт, 1982.- 263 с.

8. Бурков А. Т.Электронная техника и преобразователи; Под ред. А.Т. Буркова. -М. : Транспорт, 2001,- 463 с.

9. Сайт компании ЗАО «Плутон» Электронный ресурс.: электронный каталог // Режим доступа: http://www.pluton.zp.ua/. 2010.

10. Diebold E.J., Luft, W. Thermal Impedance of Cooling Fins, AIEE Transactions, PI Электронный ресурс.: текстовые и графические данные // Режим доступа: http://www.semikron.com/internet, Semikron Elektronik GmbH, 2005.

11. Goldman W.E. An Introduction to the Art of Heat Sinking, Electronic Packaging and Production Электронный ресурс.: текстовые и графические данные // Режим доступа: http://www.semikron.com/internet, Semikron Elektronik GmbH, 2005.

12. Москатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам Текст. . -2-е изд., испр. и доп. Таганрог, 2000. - 219 с.

13. Мартыненко В. Современная отечественная элементная база для силовой преобразовательной техники: Журнал «Силовая электроника» / Мартыненко В., Мусканьтьев В., Чибикин В., Елисеев В. 2005. - №3. - С. 12 - 15.

14. Киселев И.Г. Охлаждение энергетических установок локомотивов.-JI.: ЛИИЖТ.-1984,- 43 с.

15. Чебовский О.Г. Силовые полупроводниковые приборы Текст. / О.Г. Чебовский, Л.Г. Моисеев, Р.П. Недошивин. 2-е издание. - М.: Энергоатомиздат, 1985.-400 с.

16. Чернышев A.A. Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники Текст. / A.A. Чернышев, В.И. Иванов, А.И. Аксенов, Д.Н. Глушкова. -М.: Энергия, 1980. -216 с.

17. Киселев И.Г., Буянов А.Б. Расчет нагрева и охлаждения полупроводниковых преобразовательных установок железнодорожного транспорта: Учебное пособие. СПб.: ПГУПС, 2001.- 80 с.

18. Киселев И.Г. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов/ А.И.Исакеев, И.Г. Киселев, В.В.Филатов. JL: Энергоиздат, 1982.-136 с.

19. Konrad S. Тепловые параметры силовых модулей в широтно- импульсных преобразователях Электронный ресурс.: статья // Режим доступа: http://vvww.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=144, Technical University of Ilmenau, Germany, 2000.

20. Сайт компании ОАО «Электровыпрямитель» Электронный ресурс.: электронный каталог // Режим доступа: http://www.elvpr.ru/index.php. 2010.

21. Сайт компании Shenzhen Poweria Electronics Technology Co., Ltd. Электронный ресурс.: электронный каталог // Режим доступа: http://pria-ele.en.alibaba.com/- 2010.

22. Сайт ГНУ "Институт Порошковой Металлолургии" Электронный ресурс.: электронный каталог // Режим доступа: http://pminstitute.by/produ-ce/poristye-materialy/50.html 2010.

23. Дульнев Г.Н. Теплообмен в радиоэлектронных устройствах Текст. М. -JL: Госэнергоиздат, 1963. - 288 с.

24. Мочалов Б.В. Оптимальный расчет ребристых радиаторов полупроводниковых триодов Текст.: Электротехника. 1970. -№11. -С. 24-31.

25. Рабинерсон A.A., Ашкинази Г.А. Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов Текст. . М.: Энергия, 1976. - 296 е.: ил.

26. Рудзит. Я.А. Микрогеометрия и контактное взаимодействие поверхностей.- Рига, Зинантне, 1975.- 210 с.

27. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей Текст.: моногр. М.: Наука, 1970. - 226 с.

28. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин Текст.: моногр. -М.: Машиностроение, 1981. -244 с.

29. Эккерт Э.Р. Введение в теорию теплообмена и массообмена Текст.: моногр. М. - JL: Госэнергоиздат, 1957. - 274 с.

30. Rapier А.С. The thermal conductance of uranium dioxide stainless steel interfaces Text.: Int. Journal of Heat and Mass Transfer / A.C. Rapier, T.M. Jones, Y.E. Macintosh.- 1963. Vol.6 .- P. 397 - 416

31. Попов B.M., Краснобородько А.И. К определению термического контактного сопротивления в газовой среде Текст. : Инженерно- физический журнал. 1974. - Т. 36. - Вып. 4. - С. 308 - 310.

32. Cetinkale, T.N., Fishenden М. Thermal Conductance of Metalls Surfaces in Contacts Text. : Proceedings of the Ceereral Discussion on heat Transfer. 1953. - P. 271 -276.

33. Jacobs R.B., Starr C. Thermal conductance of metallic contacts Text.: The Review of Scientific Instruments. 1939. - V.10. - № 4. - P. 140 - 141.

34. Kouwenhoven W.B., Potter I. H. Thermal resistance of metal contacts Text. : The Journal of the American Welding Society. 1948. - V.27. - № 10. - P.515 - 520.

35. Швец И.Т. Исследования по контактному теплообмену между деталями тепловых машин Текст. : Тр. Института теплоэнергетики АН УССР / И.Т. Швец, Е.П. Дыбан, Н.М. Кондак . 1955. - Вып. 12. - С.21 - 53.

36. Дыбан Е.П. Исследование контактного теплообмена между деталями Текст. : Изв. АН СССР ОТН / Е.П. Дыбан, Н.М. Кондак, И.Т. Швец . 1954. -№ 9. - С.63 — 79.

37. Ильченко О.Т., Капинос В.М. Тепловая проводимость слоя, образованного выступами шероховатости Текст. : ИВУЗ. Энергетика. — 1958.-№ 9.-С. 77-89.

38. Ильченко О.Т., Капинос В.М. Термическое сопротивление контактного слоя Текст. : Тр. Харьков, политех, инст-та. Машиностроение. 1959. - Т. 19. -Вып.5. - С. 169-181.

39. Шлыков Ю.П. Исследование контактного теплообмена Текст.: Теплоэнергетика / Ю.П. Шлыков, Е.А. Ганин, Н.Б. Демкин. 1960. - № 6. -С. 72 - 76.

40. Шлыков Ю.П., Ганин Е.А. Экспериментальное исследование контактного теплообмена Текст. : Теплоэнергетика. 1961. - № 7. - С. 73 - 76.

41. Миллер B.C. Некоторые результаты экспериментального исследования контактного теплообмена Текст. : Тр. инст-та теплоэнергетики АН УССР. 1960. -Вып. 18.-С. 37-45.

42. Миллер B.C. Результаты экспериментального исследования контактного теплообмена между металлическими плоскими поверхностями Текст. : Тр. инст-та теплоэнергетики АН УССР. 1960. - Вып.20. - С.83 - 88.

43. Хижняк Е.П. Исследование контактного термического сопротивления Текст. : Тр. Гос. науч.-иссл. инст-та гражд. возд. флота. 1963.- Вып. 39. -С. 65.

44. Хижняк Е.П. Некоторые результаты исследований контактного термического термосопротивления Текст. : ИВУЗ. Энергетика. 1966.-№2.- С. 66-76.

45. Миллер B.C. Контактный теплообмен в элементах высокотемпературных машин Текст.: моногр. Киев: Наукова думка, 1966. - 132 с.

46. Фрид, Костелло. Проблема теплового контактного сопротивления в конструкциях космических кораблей Текст. : Ракетная техника. -1962. № 2. -С. 65 - 67.

47. Клаузинг, Чао. Термическое сопротивление контакта в вакууме Текст. : Теплопередача. 1965. - № 2. - С.98 - 108.

48. Yovanovich М.М. Thermal Contact Conductance of Turned Surfaces Text. : AA Paner. 1971.-P. 71-80.

49. Попов B.M. Термическое сопротивление контакта волнистых поверхностей в вакууме Текст. : Инженерно-физический журнал. 1974. - Т.27. - № 5. -С. 811-817.

50. Новиков B.C. Влияние сжатия волнистых поверхностей на контактное термическое сопротивление Текст. // Инженерно-физический журнал. 1970.-Т.19.-№2.-С. 327-331.

51. Попов В.М., Лазарев М.С. К вопросу определения термического сопротивления контакта систем с волнистыми поверхностями Текст.: Инженерно-физический журнал. -1971. Т.20. - № 5. - С. 846 -852.

52. Маккинзи M.JI. Пластическая деформация образцов с большим радиусом кривизны под действием больших нагрузок при определении теплопроводности Текст. : Ракетная техника и космонавтика. 1973. - Т. 11. -№ 3. - С. 10-12.

53. Dundurs J., Panek С. Heat Conduction between Bodies with Wavy Surfaces Text. : Journal of Heat and Mase Transfer. 1976. - Vol. 19. - P. 731-736.

54. Edmonds M.J. Thermal Contact Resistance of Hard Machined Surfaces Pressed Against Relativedy soft Optical Flats Text.: Applied Energy / MJ. Edmonds, A.M. Jones, Roberts S.D. 1980. - Vol. 6. - P. 405 - 427.

55. Weills N.D., Ryder E.A. Thermal resistance measurements of Joints formed between stationary metal surfaces Text. : Trans, of the ASME. 1949.-Vol. 71. - № 3. - P. 259-266.

56. Cordier H., Maiti K. Etude experimentale de influence de la pression sur les resistances thermiques de contact Text.: Comptes Rendus. 1960. - Vol. 250. - № 16.-P. 46-51.

57. Cordier H. Etude experimentale des resistances thermiques de contact influence de la pression Text.: Annales de Physique. 1961. - Tome 6. -№ 1 -2. -P. 5- 19.

58. Маккинзи M.JI. Экспериментальное подтверждение циклического характера контактного теплообмена Текст.: В кн. «Теплообмен и тепловой режим космических аппаратов». М.: Мир. - 1974. - С. 213 - 233.

59. Микич Б., Карнаскиали Г. Влияние теплопроводности материала покрытия на термическое сопротивление контакта Текст.: Теплопередача. 1970. -№ 3. - С. 168- 175.

60. Мальков В.А., Добашин П.А. Влияние покрытия и прокладок из мягких материалов на контактное термическое сопротивление Текст.: Инженерно-физический журнал. -1969. Т.17. - № 5. - С. 871 - 879.

61. Fletcher L.S. Review of Thermal Control Metallic Junction Text.: Journal of Spacecraft and Rockets. 1972. - Vol. 9. - P. 849 - 850.

62. Гайорог Д.А. Исследование теплоизоляционных материалов для контактирующих поверхностей Текст.: В кн. «Теплообмен и тепловой режим космических аппаратов. М.: Мир, 1974. - С. 234 - 258.

63. Попов В.М. Теплообмен через соединения на клеях Текст.: моногр. М.: Энергия, 1974. - 304 с.

64. Попов В.М., Янин Л.Ф. Термическое сопротивление клеевых соединений Текст.: Изв. вузов. Авиационная техника. 1971. - № 2., с. 193 - 194.

65. Попов В.М. К вопросу о зависимости термического сопротивления клеевых соединений от модификаций геометрии склеиваемых поверхностей Текст.: Инженерно-физический журнал. 1972. - Т. 23. - № 5.-С. 928-929.

66. Попов В.М., Белокуров В.П. К вопросу о термическом сопротивлении клеевых прослоек на основе высоковязких клеев Текст.: Механика полимеров. -1975.-№2.-С. 361 -364.

67. Лыоис Д., Сауер X. Термическое сопротивление соединений на клеях Текст.: Теплопередача. 1965. - № 2. - С. 64 - 66.

68. Михеев Ю.С., Эглит В.В. Влияние относительного сдвига поверхностей на величину термического сопротивления контакта Текст.: В кн. «Исследование теплообмена в летательных аппаратах». М.: МАИ, 1982. -С. 78-82.

69. Эглит В.В. Оценка тепловых потерь в подвижных системах Текст. / В.В. Эглит: В кн. «Теплообмен в авиационной технике». М.: МАИ, 1984. - С. 68-71.

70. Акопова М.И. О локальных сдвигах при тепловом контактировании поверхностей Текст. : В кн. «Отдельные задачи тепло- и массообмена между потоками на поверхности». М.: МАИ, 1986. - С. 66 - 68.

71. Гува А.Я. Контактный теплообмен силовых полупроводниковых приборов .- Новосибирск.: Н-СК, 2005.- 210 с.

72. Исследование контактного теплового сопротивления в системах СПП -охладитель/ Буянов А.Б., Степанов С.И., Крылов В.И., //Известия ПГУПС, 2007. -№4. -С. 107-114.

73. Меснянкин С.Ю. Теплообмен в элементах конструкции авиационных двигательных установок Текст./ С.Ю. Меснянкин, Ю.С Михеев, В.В. Эглит.- М.: МАИ, 1985.-С. 44-47.

74. Михайлова Т.В., Меснянкин С.Ю. Контактный теплообмен при длительном нагружении Текст.: Тр. 3-й Росс. нац. конфер. по теплообмену. -М.: МЭИ, 2002. Т. 7. - С. 192 - 195.

75. Fenech, Н. Prediction of Thermal Conductance of Metallic Surfaces in Contact Text. / H. Fenech, W. Rohsenow // ASME Journal of Heat Transfer. Vol. 85. - Feb. 1963.-P. 15-24.

76. Чиркин, B.C. Теплопроводность промышленных материалов Текст.: мо-ногр. /B.C. Чиркин. М.: Гос. НТИ маш. лит., 1962. - 247 с.

77. Sanderson, P.D. Thermal resistance of magnox uranium interface. Initial results on effect of uranium oxide thickness Text. / NPCC - EEWP / P 100. Eng-lish. Electr. Co. Ltd. - 1957.

78. Sanokawa, K. Heat Transfer Between Metallic Surfaces in Contact Text. / K. Sanokawa // Bulletin of the Japan Sosiety of Mechanical Engineers. Vol. 11. - № 4.-1968.-P. 253-263.

79. Boeschoten, N. Van der Held E. The thermal conductance of contacts between aluminum and other metals Text. / N. Boeschoten // Physical. 1957. - V. 23. - № l.-P. 37-44.

80. Фрид. Проблема теплового контактного сопротивления в конструкции космических кораблей Текст. / Фрид, Костелло // Ракетная техника. 1962. — № 2. - С. 66-77.

81. Pearson I. A. Thermal resistance of Joint between a nuclear fuel and its canning material Text. /I.A. Parson //Nuclear Energy. 1962. - December.

82. Gale, E.M. Effect of Surface Films on Thermal Contact Conductance Text. / T.M. Gale. Part 1. - Microscopic Experiments. - ASME Paper 70 - HT / SpT - 26, June 1970.

83. Tsao, Y. H. Effect of Surfaces Films on Thermal Contact Conductance Text. / Y.H. Tsao, R.W. Heimburg. Part 2 - Microscopic Experiments. - ASME Paper 70HT / SpT - 27, June 1970.

84. Флетчер. Расчет контактного теплообмена между двумя одинаковыми металлическими поверхностями Текст. / Флетчер, Гайорг // В сб. «Теплообмен и тепловой режим космических аппаратов». М.: Мир, 1974. - С. 196 - 212.

85. Tsukisoe, Т. On the Mechanism of Heat Transfer between Metal Surfaces in Contact Text. Part 1 / T. Tsukisoe, T. Hisacado // Heat Transfer Japanese Research.-Vol. 1.-Jan.-March 1972.-P. 104-112.

86. Tsukisoe, T. On the Mechaiiism of Heat Transfer between Metal Surfaces in Contact Text. 2 nd Part / T. Tsukisoe, T. Hisacado // Heat Transfer Japanese Research. - Vol. 1. - April - June 1972. - P. 23 - 31.

87. Измайлов B.B. О связи функциональных характеристик материалов с их физико-механическими свойствами Текст.: В кн. «Механика и физика контактного взаимодействия». Калинин: КГУ. - 1980. - С. 65 -67.

88. Howard J.R., Sutton А.Е. An Analogue study of Heat Transfer Through Periodically Contacting Surfaces Text.: Inter. Journal of Heat and Mass Transfer. -I970.-Vol. 13.-P. 173 183.

89. Хольм P. Электрические контакты.- M.: Иностранная литература, 1961.464 с.

90. Новиков. B.C. В сб. Теплофизика и теплотехника.- Киев: Изд-во АН УССР, 1969,- Вып. 18. с. 126

91. В сб. Труды VI междунар. конф. Авиация и космонавтика 2007 / Д.Г. Викулов, А.Г. Викулов, С.Ю. Меснянкин,- М.: МАИ, 2007.- с. 99

92. In Proc. of the 8th Intern. Heat Transfer Conf / J.C. Eid, V .W. Antonetti.-San Francisco, Calif., 1986.- Vol. 2.- p. 659

93. Heat Transfer / M. Bahrami, J. R. Culham, M.M. Yovanovich.- 2004. -P. 126.

94. Thermophys. Heat Transfer / M. Bahrami, J. R. Culham, M.M. Yovanovich. -2004.-P. 18.

95. Heat Mass Transfer / M. G. Cooper, В. B. Mikic, M. M. Yovanovich .-1969,1. P.12.

96. Авдуевского В. С., Кошкин В. К. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике .- М.: Машиностроение, 1992.- 327с.

97. Меснянкин. С. Ю. В сб. Тепловое проектирование систем .-М.: Изд-во МАИ, 1990.- с. 78.

98. Пугачев B.C. Теории случайных функций,- М.: Физматиздат, 1960.-883 с.

99. Савченко B.C. Уравнение переходного сопротивления электрических контатков//Электрические контакты:Сб.науч.тр.-М.'Энергия, 1967. С. 135-147.

100. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы.-М.: Энергия, 1978.- 702 с.

101. Паперный Е.А. Погрешность контактных методов измерения температур.-M-JI.: Энергия, 1966.- 96 с.

102. Линивег Ф. Измерение температур в технике.-М.: Металлургия, 1980 .544 с.

103. Ярышев Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур.-Л. :Энергия, 1967.-258 с.

104. Ничипорчик С.Н. Детали машин в примерах и задачах .-Минск: Высшая школа, 1981.-431 с.

105. Радионов В.М., Райченко Б.В., Теняев В.Л. Диагностическое устройство для преобразователей тяговых подстанций постоянного тока. В сборнике

106. Полупроводниковая техника в устройствах электрических железных дорог».-Л.: ЛИИЖТД981.- С. 11-15.

107. Каталог компании «Протон Электротекс»: http://proton-electrotex.com/ru

108. Сапожников С. 3., Митяков В. Ю., Митяков А. В. Градиентные датчики теплового потока в теплотехническом эксперименте.- СПб : Изд-во Политех, унта, 2007.- 203 с.

109. Соколов А. Н., Яцеев В. А. Волоконно-оптические датчики и системы: принципы построения, возможности и перспективы, б.м. : Измерительная техника, 2006. стр. с. 44-46. №4.

110. Бажанов С.А., Кузьмин A.B., Вихров М.А. Основные положения методики инфракрасной диагностики электрооборудования: РД 153-34.0-20.36399, 2000, 134 с.