ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Главная Абитуриенту Студенту Выпускнику Аспиранту и докторанту Сотруднику Контакты
Get Adobe Flash player
Университет
Управление
Образование
Наука
инновационная деятельность
центры
ож
Социальная сфера
Новости
    Наука /     Конкурсы и гранты /

Сведения о ходе выполнения 1-го этапа проекта по Соглашению о предоставлении субсидии N 14.577.21.0202 от 27.10.2015 г.

Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
"Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы"
по этапу N 1

Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.577.21.0202
Тема: "Разработка элементов гибридной системы локальной термостабилизации электронных модулей на основе микроканальных теплообменников и термоэлектрических преобразователей"
Приоритетное направление: Транспортные и космические системы
Критическая технология: Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии
Период выполнения: 27.10.2015 г. - 31.12.2017 г.
Плановое финансирование проекта: 73 млн. руб.
Бюджетные средства 34 млн. руб.,
Внебюджетные средства 39 млн. руб.
Получатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет"
Индустриальный партнер: Акционерное общество "РИФ"
Ключевые слова: термостабилизация, система охлаждения, система нагрева, пористый теплообменный элемент, термоэлектрические модули, добротность, электрическое сопротивление, термоэдс
1. Цель проекта
Проблема, на решение которой направлен проект - повышение надежности эксплуатации электронных модулей телекоммуникационного оборудования в условиях воздействия низких температур и перегрева.
Цель проекта - разработка элементов гибридной системы локальной термостабилизации на основе микроканальных теплообменников с пористыми элементами и термоэлектрических преобразователей с заданной холодопроизводительностью, обеспечивающих стабильную работу электронных модулей.
Реализация результатов проекта позволит разработать гибридную систему, обеспечивающую экономию электропитания телекоммуникационного оборудования за счет перехода к локальной (точечной) термостабилизации компонентов критичных к тепловому режиму.
2. Основные результаты проекта
На основании аналитического обзора современной научно-технической литературы сделан выбор в пользу микроканальных теплообменников на основе пористых элементов, применение которых наиболее предпочтительно из-за высоких энергетических характеристик (плотность теплового потока достигает 100 Вт/см2), минимальных габаритно-массовых характеристик и невысоких энергетических затрат на прокачку теплоносителя. Данный выбор подтверждается сравнительной оценкой эффективности возможных вариантов теплообменников.
При проведении выбора и обоснования направлений исследования предложены варианты схем гибридной системы локальной термостабилизации с применением микроканального теплообменника и ТЭМО в едином гидравлическом контуре. Применение ТЭМО позволяет осуществить термостабилизацию системы как в условиях высоких температур окружающей среды (в качестве источника дополнительного охлаждения), так и в условиях низких температур при запуске электронного оборудования (в качестве локального источника нагрева).
В качестве термоэлектрических материалов целесообразно использовать твердые растворы на основе теллурида висмута n-Bi2Te3-xSex и p-Bi0,5Sb1,5Te3, т.к. они являются высокоэффективными в требуемом диапазоне рабочих температур.
Установлено, что интенсификация теплообмена в системе может быть достигнута за счет применения пористых и микроканальных элементов, пульсационных эффектов течения теплоносителя, фазового перехода при критических режимах работы, а также использования интенсифицирующих элементов на теплообменных поверхностях системы.
Проведенные патентные исследования показали, что наиболее близкие к разрабатываемой системе технические решения представлены на уровне идеи и не подтверждены какими-либо патентами в РФ и за рубежом.
Для изготовления экспериментальных образцов термоэлектрических материалов разработана технологическая инструкция, одной из ключевых особенностью которой является применение способа вакуумного прессования. На основании данной инструкции получены экспериментальные образцы, изготовление которых произведено на разработанной и изготовленной технологической оснастки для "холодного" и "горячего" прессования, зонной перекристаллизации и закалки из жидкого состояния термоэлектрических материалов.
По разработанной программе и методикам исследовательских испытаний проведены исследования свойств термоэлектрических материалов с применением уникальных установок. Исследования показали, что наилучшими термоэлектрическими свойствами обладают следующие материалы:
n-типом проводимости - Bi2Sе0,3Te2,7 и р- типом проводимости - Bi0,5Sb1,5Te3,2. Данные исследования подтвердили показатель термоэлектрической эффективности материала на уровне не менее 2,5•10-3 К-1.
Новизна предложенных вариантов схем гибридной системы локальной термостабилизации заключается в том, что для нагрева и дополнительного охлаждения теплоносителя используются микроканальный теплообменник и ТЭМО в едином гидравлическом контуре. Предложенные варианты схем являются патентоспособными. Одной из ключевых особенностей технологии получения термоэлектрических материалов является применение способа вакуумного прессования.
Разработанные варианты схем системы локальной термостабилизации позволяют обеспечить теплосъем до 100 Вт/см2 с тепловыделяющей поверхности электронного модуля, а экспериментальные образцы материалов обладают термоэлектрической эффективностью более 2,5•10-3 К-1. Данные показатели соответствуют результатам аналогичных работ, определяющих мировой уровень.
Полученные результаты 1 этапа полностью соответствуют требованиям к выполняемым работам; экспериментальные образцы термоэлектрических материалов полностью соответствуют техническим требованиям к научно-техническим результатам ПНИЭР согласно техническому заданию проекта.
3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки
Согласно требованиям по достижению значений показателей результативности предоставления субсидии (Приложение 3 к Соглашению о предоставлении субсидии) на данном этапе получение охраноспособных результатов интеллектуальной деятельности не запланировано.
4. Назначение и область применения результатов проекта
Гибридная система локальной термостабилизации предназначена для защиты электронных модулей телекоммуникационного оборудования от перегрева и воздействия низких температур. Может применяться в наземных комплексах управления космическими аппаратами, базовыми станциями связи, а также для любой другой микроэлектронной аппаратуры.
5. Эффекты от внедрения результатов проекта
Гибридная система локальной термостабилизации должна обеспечить существенную экономию ресурсов электропитания телекоммуникационного оборудования, а также надежность и время непрерывной работы за счет перехода к локальной (точечной) термостабилизации компонентов критичных к тепловому режиму. Это позволит развивать телекоммуникационную инфраструктуру Российской Федерации, в том числе за счет освоения территории Сибири и Крайнего Севера.
6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
На основе договора с индустриальным партнером результаты, полученные в ходе проведения ПНИЭР будут внедрены в производство АО "РИФ", г. Воронеж. Потенциальными потребителями данной разработки могут быть производители микропроцессорной техники ("ВЗПП-Микрон", ГК "Sitronics", Samsung Electronics, Qualcomm) и производители оборудования сотовой (системы скоростной передачи данных 3G, 4G) и космической связи (Концерн "Созвездие", ГК "Ростехнологии").
7. Наличие соисполнителей
Организация-соисполнитель по проекту - общество с ограниченно ответственность научно-производственное предприятие "ИнтерПолярис". Данная организация привлекается на всех этапах выполнения проекта.

счетчик посещений
Последнее обновление

Учредитель: Министерство образования и науки Российской Федерации
© 1995-2017 Воронежский Областной центр новых информационных технологий (ОЦ НИТ)
при поддержке ГНИИ ИТТ "Информика" Минобрнауки России
--