Hava ile elektronik soğutmada optimum geometri ve işletme parametrelerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, bir yüzeyinde ayrık ısı kaynakları bulunan düşey bir kanal içerisinde doğal ve karma taşınımla ısı transferi deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmanın amacı, optimum geometri ve işletme parametrelerinin belirlenmesidir. Bu amaçla, farklı çalışma koşullarında, doğal ve karma taşınım rejimlerinde, ısı kaynaklarının mesafe oranı, ısı kaynaklarının ısıl güç oranı, ısı kaynaklarının uzunluk oranı ve kanalın kesit oranının optimize edilmesi amacıyla constructal theory yaklaşımı temel alınarak çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Hem gömülü ısı kaynakları için hem de farklı çıkıntı oranlarında çıkıntılı ısı kaynakları için çalışmalar yapılmıştır. Doğal taşınım için yapılan çalışmalar düzeltilmiş Grashof sayısının 9.6x10^5 ve 1.53x10^7 değerlerini kapsamaktadır. Karma taşınım çalışmalarında düzeltilmiş Grashof sayısı 1.53x10^7 olarak alınmış ve Reynolds sayısı 1000 ile 4000 arasında değiştirilmiştir. Yüzeyler arası ışınımla ısı transferi dikkate alınmıştır. Deneysel çalışma kapsamında hız ve sıcaklık ölçümleri gerçekleştirilmiş ve akış görüntüleme çalışmaları yapılmıştır. Sayısal çalışmalar ise ANSYS Fluent (v.15) programı ile yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda, özdeş ısı kaynaklarının kullanımının sistemin genel soğutma performansını azalttığı, kanal girişinden itibaren giderek azalan ısıl yoğunluğun ise soğutma performansını artırdığı görülmüştür.