Faz değiştiren madde-ilaveli ısı alıcılarla elektronik cihazların soğutulması

Abstract

Faz değiştiren madde (FDM)-ilaveli soğutma sistemleri, zaman bağımlı (sabit ısıl yük) veya periyodik ısıl yük altında çalışan elektronik ekipmanların termal kontrolü için önemli bir alternatif halini almıştır. Bu çalışmada, FDM - ilaveli ve -ilavesiz bir ısı alıcının termal performansı farklı eğim açıları (θ = 0° - 90°), kanatçık sayıları (n = 0 - 5) ve kanatçık genişlik oranları (S = 1 - 0) için sabit ısıl güç altında (16 W) deneysel olarak incelenmiştir. FDM olarak, n-eicosane kullanılmıştır. Isı alıcı düzenlemelerinin termal performans değerlendirmesi sıcaklık değişimleri ve katı/sıvı arayüzey ilerlemesi üzerinden sunulmuştur. FDM-ilavesiz ısı alıcı düzenlemeleri için güvenilir çalışma sürelerinin açısal konumdan bağımsız olarak kanatçık sayısının artışıyla önemli düzeyde iyileştiği (t = 2  6dk.); ancak, uygulama açısından yetersiz olduğu belirlenmiştir. FDM-ilaveli ısı alıcı düzenlemesi için ise, konum açısı, kanatçık sayısı ve kanatçık genişlik oranın FDM içerisindeki katı/sıvı arayüz ilerleme hızı ve ısı geçiş mekanizması ve çalışma süresi üzerinde önemli değişimlere neden olduğu gösterilmştir. n = 0 için konum açısının artışıyla (θ = 0° - 90°) çalışma süreleri % 553, θ = 0° için ise kanatçık sayısının (n = 1 - 5) artışıyla güvenilir çalışma süresi % 590 düzeyinde artmaktadır. Termal performans açısından, S = 1(sabit kesit) durumuna ait optimum konum açısı ve kanatçık sayısı, sırasıyla, θ = 60° ve n = 3 olarak belirlenmiştir. Kanatçık genişlik oranının azalmasıyla (n = 3, S = 1 - 0) güvenilir çalışma sürelerinin % 15 düzeyinde arttığı ve S = 1 ve n = 5 durumu ile aynı güvenilir çalışma süresi seviyesine ulaşıldığı ortaya konulmuştur.