Takılabilir modüllerde kullanılan elektronik kartların doğrudan hava akışı metodu ile soğutulması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BİLGE BÜŞRA SAMET

Danışman: MUHİTTİN BİLGİLİ

Özet:

Elektronik kartlarda meydana gelen yüksek ısı üretimi, kart üzerindeki entegrelerin çalışma performansını ve kullanım ömrünü etkileyen önemli bir parametredir. Bu nedenle cihazların mekanik tasarımları yapılırken soğutmayı sağlamaya yönelik çalışmalar yapılmalıdır. Bu çalışmada, elektronik kart ve soğutma plakasından oluşan takılabilir modüllerin soğutma yöntemleri değerlendirilmiştir. Kart entegrelerinden yayılan ısı, soğuk plaka üzerinden iletim ile cihaz şasisine transfer edilir. Geleneksel zorlanmış hava ile soğutma metodunda hava, bir fan yardımıyla cihazın şasisinin kenarlarındaki kanatçıklardan geçirilerek, soğuk plaka ile iletilen ısıyı uzaklaştırır. İçinde bulunan kirleticilerden dolayı havanın, cihaz içinden geçirilmesi tercih edilmemektedir. Bu durum ısının transfer yolunun uzamasına neden olmaktadır. Doğrudan hava akışı ile soğutmada ise hava, soğuk plakanın içinden geçirilerek karta temas etmeden ısıyı uzaklaştırır. Doğrudan hava akışı ile soğutma sağlayan modüller, sızdırmazlığın sağlanması için cihaza sızdırmaz contalar yardımıyla monte edilmektedir. Bu sayede havanın cihazın içine girmesi engellenmektedir. Bu yöntemde ısı, daha kısa bir yoldan ısı emicisine aktarılmaktadır. Bu çalışmada, takılabilir modüllerin doğrudan hava akışı ve geleneksel zorlanmış hava akışı ile soğutulması yöntemleri kıyaslanmaktadır. Her iki yöntem için soğuk plaka tasarımı yapılmış, problem geometrisi oluşturulmuş, çözüm alanı hücrelere bölünmüş ve sınır şartları belirlenmiştir. Analizler FloEFD programı aracılığıyla yapılmıştır. Doğrudan hava akışı ile soğutma yönteminde test düzeneği kurularak analizler doğrulanmıştır. Geleneksel zorlanmış hava ile soğutma yönteminde ise analitik hesap yapılarak doğrulama gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, en çok ısı yayan entegre referans alındığında, doğrudan hava akışıyla soğutulan modüldeki entegre sıcaklığının, geleneksel yöntemle soğutma sağlayan modüldeki entegre sıcaklığına göre 7,44°C daha düşük bir değerde olduğu belirlenmiştir