Разработка и исследование наномодифицированных композиционных материалов для интенсификации теплообмена в теплопередающих устройствах

В отчете представлены результаты 2 этапа выполнения проекта по теме «Разработка и исследование наномодифицированных композиционных материалов для интенсификации теплообмена в теплопередающих устройствах» в 2019 году в рамках Государственного задания № 3.10704.2018/11.12 по выполнению проектов для получения первичных научных результатов, обеспечивающих расширение участия подведомственных образовательных организаций в реализации Национальной технологической инициативы. Стремительное развитие высокотехнологических секторов промышленности (космическое и авиационное машиностроение, ВПК и т.д.), приход нанотехнологий в электронику и электротехнику, поставили перед конструкторами проблему эффективного охлаждения тепловыделяющих элементов, таких как процессоры в вычислительной и мобильной технике, диоды в светотехнической промышленности, транзисторы и тиристоры в микроэлектронике и т.д. Уменьшение габаритных размеров и массы устройств, наряду с увеличением мощности, приводит к их перегреванию, снижению длительности срока службы и скорому выходу из строя. Проект направлен на решение актуальной проблемы теплофизики, связанной с отводом тепловых потоков высокой плотности при относительно низкой разности температур между источником и стоком тепла. В работе над проектом получены новые сведения о механизмах фазовых превращений с использованием наномодифицированных материалов и теплоносителей, и предпринята успешная попытка повысить термодинамическую эффективность систем терморегулирования на основе тепловых труб. Интенсификация процесса теплопередачи выполнена за счёт использования в конструкции таких устройств наномодифицированных композиционных материалов и наножидкостного теплоносителя. Результаты проекта будут полезны в различных областях техники, например, в электронике, автомобилестроении, аэрокосмической индустрии, химической технологии, транспорте.В соответствии с Заявкой и Заданием проекта основными результатами 2-го этапа работ являются: результаты исследования теплорассеивающих пластмасс в качестве радиаторов для пассивных систем охлаждения в условиях естественной конвекции и сравнение с соответствующими данными о применении общепринятых алюминиевых радиаторов, широко используемых для этих целей; теплофизические свойства разработанных в проекте теплорассеивающих пластмасс и теплопроводных паст; результаты экономического анализа в сравнение с существующими аналогами; сравнительный анализ систем терморегулирования на основе контурных термосифонов для охлаждения современных светодиодных матриц большой мощности (более 100 Вт) с наномодифицированными материалами; результаты исследования теплообмена вблизи линии контакта трех фаз испаряющейся неизотермической жидкости. Устойчивость проекта гарантируется соответствием проводимых исследований современному мировому уровню и необходимым научным заделом коллектива, имеющего достаточный опыт работы в междисциплинарных научных направлениях.