Исследование рабочих характеристик тепловых труб для светодиодных осветительных приборов

Наведено результати експериментального дослідження робочих характеристик аміачних алюмінієвих теплових труб (ТТ) з канавчатою капілярною структурою, призначених для використання як теплопередавальні елементи в конструкції потужного світлодіодного освітлювального приладу з вимушеним повітряним охолодженням. В діапазоні значень теплового потоку, що підводиться, від 50 до 100 Вт і швидкості повітряного потоку, що набігає, від 0,8 до 2,1 м/с температура в зоні нагрівання ТТ в залежності від кута її нахилу до горизонту знаходилася в межах від 31,0 до 52,5°С, при цьому перепад температури по ТТ складав від 0,9 до 3,1°С. Значення теплового опору ТТ знаходилося в діапазоні від 0,012 до 0,044°С/Вт.New energy-saving technologies for lighting is a promising trend in lighting technology. To this end, during the recent decade, have been actively developed and implemented lighting units based on LED modules. Reliability of such devices is largely dependent on the ensuring of cooling of the LEDs. Heat pipes are being used with ever increasing frequency for increasing an efficiency of cooling of powerful LEDs within a lightening device. Results of experimental modeling of thermal characteristics of two aluminum heat pipes with grooved capillary structure and ammonia used as a heat transfer agent, designed for application as a heat transfer elements in designs of powerful LED lightening device with forced air cooling are presented in this paper. It is shown that for the heat flux range of 50 to 100 W and for incident flow speed in the range of 0.8 to 2.1 m/s the temperature in the heating zone of the heat pipe falls into the range of 31.0 to 52.5 °C. In this case the temperature difference along the heat pipe is between 0.9…1.7 °C, when a minimal value of the fed heat flux is 50 W, and 1.7…3.1°C, when a maximum value of the heat flux is 100 W. The value of heat transfer resistance of the heat pipes was in the range of 0.012 to 0.044 °C/W. The key factors influencing the thermal characteristics of the heat pipes are: the value of the fed heat flux, the speed of cooling air flux, heat pipe inclination angle with respect to the horizon. By using five such heat pipes within the powerful LED lightning device it is possible to achieve an elimination of the total heat flux from LED modules up to 500 W. At an efficiency factor of LEDs of about 75% this is equivalent to intake power 665 W. Taking into account that luminous efficiency of modern LEDs is about 10 times as high as those of incandescent lamps, proposed lightning device will produce a luminous flux which is equivalent to the luminous flux of a lightening device with incandescent lamps with a power of 6650 W, so that this will allow reducing an input power of the lightening device by 5985 W.Приведены результаты экспериментального исследования рабочих характеристик аммиачных алюминиевых тепловых труб (ТТ) с канавчатой капиллярной структурой, предназначенных для использования в качестве теплопередающих элементов в конструкции мощного светодиодного осветительного прибора с принудительным воздушным охлаждением. В диапазоне значений подводимого теплового потока от 50 до 100 Вт и скорости набегающего воздушного потока от 0,8 до 2,1 м/с температура в зоне нагрева ТТ в зависимости от угла их наклона к горизонту находилась в пределах от 31,0 до 52,5°С, при этом перепад температуры по ТТ составлял от 0,9 до 3,1°С. Значения теплового сопротивления ТТ находились в диапазоне от 0,012 до 0,044°С/Вт

Research on thermal characteristics of heat pipes for led lightning devices

New energy-saving technologies for lighting is a promising trend in lighting technology. To this end, during the recent decade, have been actively developed and implemented lighting units based on LED modules. Reliability of such devices is largely dependent on the ensuring of cooling of the LEDs. Heat pipes are being used with ever increasing frequency for increasing an efficiency of cooling of powerful LEDs within a lightening device. Results of experimental modeling of thermal characteristics of two aluminum heat pipes with grooved capillary structure and ammonia used as a heat transfer agent, designed for application as a heat transfer elements in designs of powerful LED lightening device with forced air cooling are presented in this paper. It is shown that for the heat flux range of 50 to 100 W and for incident flow speed in the range of 0.8 to 2.1 m/s the temperature in the heating zone of the heat pipe falls into the range of 31.0 to 52.5 °C. In this case the temperature difference along the heat pipe is between 0.9…1.7 °C, when a minimal value of the fed heat flux is 50 W, and 1.7…3.1°C, when a maximum value of the heat flux is 100 W. The value of heat transfer resistance of the heat pipes was in the range of 0.012 to 0.044 °C/W. The key factors influencing the thermal characteristics of the heat pipes are: the value of the fed heat flux, the speed of cooling air flux, heat pipe inclination angle with respect to the horizon. By using five such heat pipes within the powerful LED lightning device it is possible to achieve an elimination of the total heat flux from LED modules up to 500 W. At an efficiency factor of LEDs of about 75% this is equivalent to intake power 665 W. Taking into account that luminous efficiency of modern LEDs is about 10 times as high as those of incandescent lamps, proposed lightning device will produce a luminous flux which is equivalent to the luminous flux of a lightening device with incandescent lamps with a power of 6650 W, so that this will allow reducing an input power of the lightening device by 5985 W

Thermal vacuum testing of the power supply system of the nanosatellite NTUU

The results of thermal vacuum testing of experimental model of the nanosatellite NTUU "KPI" in a vacuum chamber ТВК-0,2 are shown in the article. Objective of the tests was to check the power system of the nanosatellite. Tests have shown that when exposed to factors that simulate space, the power system of the nanosatellite is operating normally

Large-sized thermoelectric cooling module with heat pipes

Викладено експериментальні результати розробки великогабаритного термоелектричного модуля охолодження з тепловими трубами, здатного забезпечити теплову термостабілізацію електронних блоків підвищеної потужності. Застосування таких складань великогабаритних модулів і плоских теплових труб дозволяє вирішувати завдання відведення тепла в умовах підвищених теплових потоків і обмеженості простору розміщення традиційних систем охолодження з радіаторами. Оптимізовано конструкцію і технологію виготовлення модулів. Проведені дослідження параметрів і характеристик модуля з тепловими трубами в різноманітних режимах і умовах відводу тепла. Показано, що з метою підвищення ефективності охолодження доцільно знижувати тепловий опір теплових труб до рівня 0,05 К/Вт.Experimental development results of a large-size thermoelectric cooling module with heat pipes, which is capable of providing a thermal stabilization of electronic components of heightened power, are presented. The application of such assemblies of large-size modules and flat heat pipes allows us to meet the challenges of heat removal under increased heat flows and space limitedness for conventional heat-removing heat sinks placement. The construction and manufacturing technique of modules are optimized. Parameter analysis and characteristics of modules with heat pipes in different modes and heat removal conditions are performed. It is shown that it is reasonable to reduce heat pipe thermal resistance to the level of 0.05 K/W for the purpose of cooling efficiency increase.Представлены экспериментальные результаты разработки крупногабаритного термоэлектрического модуля охлаждения с тепловыми трубами, способного обеспечить тепловую стабилизацию электронных блоков повышенной мощности. Применение таких сборок крупногабаритных модулей и плоских тепловых труб позволяет решать задачи отвода тепла при повышенных тепловых потоках и ограниченном пространстве для размещения традиционных теплоотводящих систем с радиаторами. Оптимизированы конструкция и технология изготовления модулей. Проведено исследование параметров и характеристик модулей с тепловыми трубами в различных режимах и условиях отвода тепла. Показано, что с целью повышения эффективности охлаждения целесообразно снижать тепловое сопротивление тепловой трубы до уровня 0,05 К/Вт

Exerimental modeling of loop heat pipe

Розглядається конструкція алюмінієвої контурної теплової труби (КТТ) для охолодження РЕА, ефективно працююча в поле дії сил гравітвції. Наведено результати експериментального моделювання пускових режимів і максимальної теплопередавальної здатності алюмінієвої КТТ з ацетоном. Візуальні спостереження розкривають механізм стабільного запуску КТТ в поле дії сил гравітації.We consider the construction of an aluminum contour of the heat pipe (LHP) for cooling electronics, effectively operating in the gravity field. The results of experimental modeling starting modes and maximum heat transfer capacity of the aluminum LHP with acetone. Visual observations reveal the mechanism of stable start LHP in the field of action of gravitational forces.Рассматривается конструкция алюминиевой контурной тепловой трубы (КТТ) для охлаждения РЭА, эффективно работающая в поле действия сил тяжести. Приведены результаты экспериментального моделирования пусковых режимов и максимальной теплопередающей способности алюминиевой КТТ с ацетоном. Визуальные наблюдения раскрывают механизм стабильного запуска КТТ в поле действия сил гравитации

Study capillary structure characteristics of the alumina powder to the aluminum evaporator loop heat pipe.

Представлені розроблені високопористі капілярні структури на основі оксидів алюмінію, призначені для застосування в конструкціях контурних теплових труб, що працюють в системах охолодження РЕА. Наведено результати дослідження параметрів розроблених капілярних структур (середній, мінімальний і максимальний діаметри пір, пористість).The developed highly porous capillary structures based on aluminum oxide, for use in structures of loop heat pipe, operating in the electronics cooling systems. The results of the research parameters designed capillary structures (average, minimum and maximum pore diameters, porosity).Представлены разработанные высокопористые капиллярные структуры на основе оксидов алюминия, предназначенные для применения в конструкциях контурных тепловых труб, работающих в системах охлаждения РЭА. Приведены результаты исследования параметров разработанных капиллярных структур (средний, минимальный и максимальный диаметры пор, пористость)