KOKKUVÕTE

Leiutise eesmärk on kanda soojus senisest efektiivsemalt üle jahutusvedelikule ja samas ühendada tsirkulatsioonipump ja veeplokk samasse seadmesse.

Seadmes on viskoossusbarjäär elimineeritud soojuse kandmisega tahkelt soojusjuhilt tahkele soojuskandjale, kusjuures nende termodünaamilised omadused on sarnased.

Liikuv soojuskandja ja jahutav vedelik liiguvad seadmes vastassuunaliselt tagades parema soojusvahetuse. Jahutatava kehaga astub soojuskontakti siseneva vedeliku temperatuurile lähedase temperatuuriga soojuskandja. Jahutatava kehaga vahetust kontaktist saabuv soojuskandja annab oma soojuse seadmest väljuvale vedelikule.

Mõistete selgituseks:

Soojusjuht: soojusallika suhtes liikumatu seadme osa, mis transpordib soojust soojusjuhtivuse abil.

Soojuskandja: soojusallika suhtes liikuv seadme osa, mis transpordib soojust soojusmahtuvuse abil.

Seadme efektiivsust iseloomustav suurus on erivõimsus P_s mis on vajalik võimsus, et jahutuspinna temperatuuri muuta ühe kraadi võrra Kelvini järgi:

P_s = dP / dT,

kus P on seadme poolt läbi jahutuspinna vastuvõetud soojusvõimsus ja

T on jahutuspinna temperatuur.

Erivõimsuse ühik on [ W / K ].

Erivõimsuse numbriline väärtus on seda suurem, mida efektiivsem on seade.

Iga vedelikjahutuse seadme erivõimsuse saab leida jahutusvedeliku temperatuuridest seadmesse sisenemisel ja väljumisel, jahutuspinna temperatuurist ning jahutusvedeliku voolukiirusest ja erisoojusest:

P_s = cq (T₂ - T₁) / (T₃ - T₁)

kus T₁ on siseneva vedeliku temperatuur [ K ],

T₂ väljuva vedeliku temperatuur [ K ],

T₃ jahutuspinna temperatuur [ K ],

c vedeliku erisoojus [ J / kgK ] ja

q voolukiirus [ kg / s ].

Siit on selge, et iga vedelikjahutuse seadme erivõimsus on piiratud vedeliku erisoojuse ja vooluhulgaga:

P_s < cq

sest termodünaamika seaduste järgi on T₁ < T₂ < T₃ ,

kui seadmes ei kasutata soojuse pumpamise võtteid.

Soojusülekanne tahke keha faasis sõltub otseselt aine soojusjuhtivusest ja kujust:

P_s1 = λ₁S₁ / t₁

kus λ₁ on soojusjuhtivus [ W / mK ] ,

S₁ jahutuspinna pindala [ m² ] ja

t₁ keskmine paksus [ m ].

ja ülekanne soojusjuhi ja soojuskandja vahel sõltub nendevahelise pilu kõrgusest ja seda täitva vedeliku omadustset:

P_s2 = λ₂S₂ / t₂

kus λ₂ on vedeliku soojusjuhtivus [ W / mK ] ,

S₂ pilu pindala [ m² ] ja

t₂ kõrgus [ m ].

ning nende kombineeritud erivõimsus

P_sc = 1 / ( 1/cq + 1/P_s1 + 1/P_s2 )

on kirjeldatud tööpõhimõtte teoreetiline soojusülekande jõudlus.

Praktikas saavad seadmete omadused antud parameetrile läheneda sõltuvalt tehnilisest lahendusest.

JOONISTE LÜHIKIRJELDUS.

Joonis 1 kujutab jahutusmeetodi üldist põhimõtet, kus soojuskandja kuju pole määratud.

Joonis 2 kujutab vedeliku kiiruse jaotust toru ristlõikel. Toru seina lähedal ei iseloomusta liikumist mitte joonkiirus vaid nurkkiirus.

Joonis 3 kujutab näidismudelit

EELISTATUD TEOSTUVARIANTIDE LÜHIKIRJELDUS.

Järgnevalt on kirjeldataud arvuti protsessori jahutusseadet leiutist mittepiiravate näidete abil.

Seade koosneb sadulakujulisest soojusjuhist (1) ja trumlikujlisest soojuskandjast (2) mille pinnad on soonitud ja kokku sobitatud ja nende vaheline pilu on minimiseeritud parima soojusvahetuse tagamiseks. Trumli (2), mis pöörleb teljel (4), sisepinnal asuvad labad (3) jahutusvedeliku pumpamiseks. Seadme korpus (5) moodustab trumli (2) ümber välimise kambri (6) kus toimub soojusvahetus soojuskandja (2) ja jahutusvedeliku vahel ja millesse juhitakse vedelikku siiselaske torust (7) ja millest väjub vedelik sisemisse, turbiinikambrisse (8) millest juhitakse vedelik väljalasketorusse(9). Trumlit (2) käitab püsimagnetist (10) rootoriga sünkroonmootor mille staator (11) asub väljaspool seadme korpust. Soojusjuht (1) on valmistatud pulbertehnoloogiat kasutades hõbe-teemant komposiitmaterjalist tagamaks paremat soojusjuhtivust, kui metallidel, suurusjärgus 1000 W/mK.

Joonis 3.

Soojuskandja võib teha ka ketta-, koonuse-, lindi- või vardakujulise vastavalt nõuetele jahutusseadme välisele kujule ja mõõtmetele.